El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ha publicado un extenso artículo que confirma la validez de su proyecto 2022. experimento de fusión donde múltiples láseres enfocaron una esfera de deuterio y tritio para lograr la primera ignición por fusión en un laboratorio.
Crear fusión nuclear es relativamente fácil de producir. Todo lo que se necesita son las condiciones que colocan los iones de isótopos de hidrógeno en las condiciones adecuadas de calor y presión para que se fusionen en helio. De hecho, es tan fácil que fue la pieza central de una exhibición de General Electric que estuvo abierta durante 10 horas al día en la Feria Mundial de 1964.
Lo complicado es lograr la fusión nuclear mientras se obtiene más energía de la que se ingresa, lo que se llama ignición por fusión. Hasta el 5 de diciembre de 2022, esto sólo se había logrado en la Tierra dentro de una bomba de hidrógeno.
Ese día, en las instalaciones de Lawrence Livermore, 192 rayos láser se enfocaron en un objetivo criogénico de deuterio/tritio, emitiendo 2,05 megajulios (MJ) de luz ultravioleta. El objetivo se fusionó y generó 3,15 MJ de producción de energía.
En otras palabras, ignición por fusión.
Encendido por fusión
Desde entonces, el equipo de más de 1.370 investigadores de 44 instituciones internacionales que contribuyeron al proyecto durante décadas ha trabajado para verificar y documentar los resultados de ese experimento. El artículo revisado por pares recientemente publicado revela cómo se logró la ganancia objetivo de 1,5 veces y rastrea el progreso del experimento hasta su origen en 1972, como una propuesta del director de LLNL, John Nuckolls y sus colegas, así como los desafíos enfrentados en logrando la ignición.
Según el laboratorio, el objetivo principal del experimento con láser era simular la reacción de fusión que se produce dentro de un arma nuclear para comprobar la fiabilidad del arsenal nuclear estadounidense sin recurrir a pruebas nucleares.
Sin embargo, los resultados también podrían tener aplicaciones en el diseño de futuras plantas de energía de fusión, que podrían proporcionar al mundo energía limpia ilimitada. Esto no sería directamente porque, aunque se logró la ignición por fusión, los láseres requirieron 100 veces más energía para alimentarlos que la producida por la reacción.
«La arquitectura del láser NIF y la configuración del objetivo se eligieron para brindar la mayor probabilidad de ignición por fusión con fines de investigación y no se optimizaron para producir energía neta para aplicaciones de energía de fusión», dijeron los investigadores. «Aplicaciones de energía de fusión inercial que requieren avances en el esquema subyacente requieren mayor desarrollo, como el uso de energía láser, la velocidad de disparo, la robustez del objetivo, mayores niveles de compresión del combustible y el costo».
El artículo fue publicado en Cartas de revisión física.
Fuente: llnl