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2022-12-13En un experimento innovador, la fusión nuclear finalmente produce más energía de la que usa

Science News |El tan esperado logro aumenta las esperanzas de desarrollar una fuente de energía limpia

Los científicos finalmente han logrado embotellar el sol.

Investigadores de la Instalación Nacional de Ignición en Livermore, California, han encendido una fusión nuclear controlada que resultó en la producción neta de energía. El tan esperado logro, que será anunciado el 13 de diciembre por funcionarios del Departamento de Energía de EE. UU., es la primera vez que un laboratorio ha podido reproducir las reacciones en el sol de una manera que lleva a que salga más energía del experimento que la que entra. .

"Este es un avance monumental", dice el físico Gilbert Collins de la Universidad de Rochester en Nueva York, quien fue colaborador de NIF pero no participó en la investigación que condujo al último avance. “Desde que comencé en este campo, la fusión siempre estuvo a 50 años de distancia…. Con este logro, el panorama ha cambiado”.

Fusion proporciona potencialmente una fuente de energía limpia. Los reactores de fisión utilizados para generar energía nuclear dependen de átomos pesados, como el uranio, para liberar energía cuando se descomponen en átomos más livianos, incluidos algunos que son radiactivos. Si bien es comparativamente fácil generar energía con la fisión, es una pesadilla ambiental lidiar con los desechos radiactivos sobrantes que pueden seguir siendo peligrosos durante cientos de milenios.

La fusión nuclear controlada, por otro lado, no produce desechos radiactivos tan duraderos, pero técnicamente es mucho más difícil de lograr en primer lugar. En la fusión nuclear, los átomos ligeros se fusionan para crear otros más pesados. En el sol, eso ocurre típicamente cuando un protón, el núcleo de un átomo de hidrógeno, se combina con otros protones para formar helio. 

Lograr que los átomos se fusionen requiere una combinación de alta presión y temperatura para apretar los átomos entre sí. La intensa gravedad hace gran parte del trabajo del sol. 

En la Instalación Nacional de Ignición, 192 láseres dirigidos a una pequeña bolita de combustible proporcionaron una ráfaga de energía que funcionó. El resultado fue un estallido de energía de fusión que, aunque breve, fue más que la energía láser que instigó la reacción, dice la física Carolyn Kuranz de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, quien no participó en la investigación. Si bien la energía total liberada por el experimento aún no se ha hecho pública, superó los 1,3 millones de julios de energía producidos por un experimento NIF anterior que marcó la primera vez que el equipo logró encender la fusión nuclear (SN: 18/8/21).

Pero este último estallido de fusión aún no produjo suficiente energía para hacer funcionar las fuentes de alimentación láser y otros sistemas del experimento NIF. 

"La ganancia de energía neta es con respecto a la energía de la luz que se iluminó sobre el objetivo, no con respecto a la energía que se utilizó para producir esa luz", dice el físico de la Universidad de Rochester Riccardo Betti, quien tampoco participó en el estudio. investigar. "Ahora depende de los científicos e ingenieros ver si podemos convertir estos principios físicos en energía útil".

A pesar de eso, es un posible punto de inflexión en la tecnología comparable a la invención del transistor o el primer vuelo de los hermanos Wright, dice Collins. “Ahora tenemos un sistema de laboratorio que podemos usar como una brújula para saber cómo progresar muy rápidamente”, dice.

Acerca de James R. Riordon

James Riordon es un escritor científico independiente que cubre temas de física, matemáticas, astronomía e historias ocasionales sobre estilos de vida.

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