EEUU aspira a 'cambiar el mundo' en una década con la fusión nuclear

Es oficial: el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California ha dado un paso de gigante para toda la humanidad, produciendo 3,15 megajulios de energía en su reactor de fusión láser a partir de la implosión de un pequeño perdigón de hidrógeno del tamaño de un grano de maíz a partir de una inversión de un poco más de megajulios. Todavía estamos lejos de la primera planta de producción eléctrica por fusión nuclear pero el método funciona y ahora su objetivo es desarrollar la tecnología para la comercialización junto a empresas privadas.

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La producción logró más de un megajulio de ganancia neta sobre 2,05 megajulios de energía invertida, un logro radical en esta carrera por obtener la energía infinita que hará que el mundo deje de depender de la especulación de la OPEP y las eléctricas, ofreciendo energía barata y libre de emisiones para toda la humanidad. La secretaria de Energía estadounidense, Jennifer Granholm, acaba de presentar el evento. Según ella, "lo que han conseguido se escribirá en los libros de historia".

Los resultados oficiales

Jill Hruby, la subsecretaria de Seguridad Nuclear de los EEUU, ha confirmado que el experimento llegó al éxito el día 5 de diciembre de 2022. Hruby — que ha dado las gracias a todo el equipo pero también al congreso norteamericano por su soporte continuado a "este sueño" — afirma que la cámara de fusión alcanzó más de 3.000.000 de grados centígrados en un "experimento que puede cambiar el mundo", alcanzando las condiciones de una estrella. Su objetivo con esta experiencia, dicen, es "redefinir lo que es posible".

El Dr. Marvin "Marv" Adams — administrador adjunto de programas de defensa de la NNSA (la Agencia de Seguridad Nuclear de los EEUU) — ha explicado el proceso de la fusión nuclear por láser (que podéis leer bajo estas líneas). Según Adams, este logro avanzará la seguridad nacional de los EEUU, tanto a nivel militar como civil.

La directora del LLNL Dr. Kim Budil ha recalcado que la idea de usar láseres para conseguir la fusión nuclear era una locura cuando comenzó, "cuando los rayos láser todavía eran recientes". Pero sus predicciones y sus simulaciones se han cumplido. Budil afirma que, durante la última semana, han estado revisando los datos junto con un equipo científico externo e independiente que ha confirmado que, efectivamente, han conseguido ignición.

Budil también afirma que han conseguido 3,15 megajulios, no los 2,5 que se habían rumoreado. Budil asegura que todavía queda mucho para llegar a la fusión nuclear, —como trabajar en la manera para conseguir cientos de igniciones como estas por minuto — pero dice que están convencidos de estar en el camino correcto para la comercilización de esta energía. Sus simulaciones indican que esta reacción se puede escalar.

La secretaria de Energía estadounidense, Jennifer Granholm, apunta que, para llegar a la comercialización tendrán que colaborar con la industria privada. Ha recalcado que, sin la inversión estatal, hubiera sido imposible llegar a este punto. El objetivo para los Estados Unidos — afirma Granholm — es tener "una planta de fusión comercial en una década". Sin embargo, Budil dice que probablemente la energía de confinamiento magnético — los llamados tokamak — llegará antes a la comercialización "porque tienen más historia de desarrollo detrás" y los láseres del NIF — confinamiento inercial — son tecnología básicamente de los años 90. Ahora, apunta, el objetivo del NIF es estudiar la manera de abaratar su método de fusión y lograr un mecanismo que pueda producir calor de forma continuada para generar electricidad.

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Budil asegura que las dos tecnologías — confinamento magnético y láseres — se retroalimentarán, produciendo nuevas tecnologías y avanzando hacia el objetivo del Presidente Biden de conectar la primera central nuclear de fusión en una década.

El jefe del experimento — Alex Zylstra — está ahora explicando el proceso al que han llegado. El experimento, dice, se realizó un poco después de la una de la mañana en hora de California.

La diseñadora del experimento — Anni Krticher — afirma que el experimento del día 5 de diciembre es la segunda parte de uno que tuvo lugar en septiembre. A partir de los resultados de ese disparo, Kritcher y su equipo replantearon la geometría del objetivo de fusión y los valores de los disparos de los diferentes láser. Esto mejoró la simetría del experimento. El jefe de ingeniería del NIF — Jean-Michel Di Nicola — dice que sus cálculos indican que podrán incrementar tanto la producción de la energía como los valores de repetición en la carrera para llegar al siguiente paso hacia la comercialización.

Tammy Ma, líder de la iniciativa de fusión de confinamiento inercial del LLNL, hizo incapié en el objetivo de este tipo de fusión: ofrecer energía barata e infinita al mundo y "garantizar la independencia energética de los Estados Unidos". Di Nicola, sin embargo, señaló antes que su objetivo también es la prueba de procesos de fusión para la mejora de las armas nucleares de los EEUU. No hay que perder de vista que el LLNL nace precisamente con el objetivo de desarrollar armas nucleares de fusión. Aunque la ciencia es la misma, la producción eléctrica se convertió en prioridad después de que el Pentágono declarase la independencia energética como estratégica para la seguridad nacional.

Como apuntaba la directora del LLNL, Ma aforma que la tecnología del NIF no está optimizada para producir energía: "La maquinaría es de los años 80 y 90". La consecuencia es que hay mucho margen para mejorar la reacción radicalmente.

Michael Stadermann, encargado del equipo que fabrica los objetivos de fusión, recalca que nada del laboratorio está diseñado para la producción de energía por fusión nuclear. "Los objetivos de fusión son flexibles, tardan dos semanas en fabricarse y están creados para experimentos científicos, no optimizados para la producción de energía".

Cómo funciona la fusión por láser

La NIF es un gran edificio que en su mayor parte está lleno de tuberías que dan vueltas y más vueltas sobre sí mismas. Dentro de estas tuberías, 192 rayos láser pasan por diferentes fases hasta conseguir llegar a los niveles energéticos capaces de fusionar el combustible del reactor, una mezcla de deuterio y tritio, para generar energía como una estrella.

Mientras, el combustible espera dentro de una pequeña cápsula cilíndrica. Al darle al botón de ignición, los 192 láser se disparan simultáneamente sobre el cilindro, generando rayos X que vaporizan la cápsula. Este proceso hace que el grano del hidrógeno del interior implote. Bajo la inmensa presión y alta temperatura, los átomos de hidrógeno se fusionan y convierten en helio, produciendo energía de forma explosiva como lo hace el Sol.

Un logro de 28 años

El triunfo del laboratorio llega 28 años después de que comenzara su diseño en 1994. La construcción comenzó en 1997. Estas imágenes muestran el proceso de ensamblaje de la cámara de fusión y los 1.500 metros de tuberías que encauzan los rayos láser hasta su punto de destino.