El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore se ha apuntado un tanto. Uno importante. Este centro de investigación estadounidense alojado en California es el hogar del experimento de fusión nuclear mediante confinamiento inercial NIF (National Ignition Facility), y hace unos pocos días sus portavoces confirmaron que habían logrado repetir con éxito el hito que dieron a conocer a mediados de diciembre de 2022: habían conseguido generar una energía de 3,15 megajulios.
Según los responsables del experimento esta entrega de energía representa un beneficio energético neto del 35%, una afirmación que cuando menos es matizable. En cualquier caso, lo interesante es que al parecer han logrado repetir este resultado una segunda vez después de múltiples intentos infructuosos. Este logro es importante debido a que demuestra que el procedimiento que han utilizado se puede reproducir, aunque aún tienen que dar a conocer los detalles de su experimento con el propósito de que pueda ser revisado por pares.
En cualquier caso, hay algo muy importante que no debemos pasar por alto: el experimento NIF es un reactor de energía de fusión mediante confinamiento inercial, por lo que su estrategia es muy diferente a la fusión mediante confinamiento magnético utilizada en los reactores JET (Joint European Torus), JT-60SA o en el futuro ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que está siendo construido en estos momentos en la localidad francesa de Cadarache.
La fusión inercial sigue avanzando, pero su viabilidad comercial está lejísimos
El punto de partida de las dos estrategias de fusión que se están desarrollando actualmente es exactamente el mismo: la fusión de un núcleo de deuterio y otro de tritio nos permite obtener una gran cantidad de energía. Para conseguir que los núcleos de estos dos elementos venzan su repulsión eléctrica natural y se fusionen la estrategia de confinamiento inercial recurre a una gran cantidad de láseres de alta energía.
El combustible constituido por los núcleos de deuterio y tritio se introduce en un encapsulado de diamante en forma de microbola y se coloca en el interior de una cámara esférica en cuyas paredes de aluminio de 10 cm de espesor están distribuidos nada menos que 192 láseres de alta energía muy sofisticados. Su propósito es concentrar de forma simultánea y abrupta toda su energía en el contenido de la cápsula para que el combustible se caliente, se condense y se comprima de forma súbita, dando lugar así a la fusión de los núcleos de deuterio y tritio.
Sin embargo, la fusión nuclear por confinamiento magnético propone una estrategia muy diferente: confinar el plasma a 150 millones de grados Celsius que contiene los núcleos de deuterio y tritio en el interior de un campo magnético muy intenso. La energía cinética que adquieren los núcleos en estas condiciones es tan alta que algunos de ellos consiguen vencer su repulsión eléctrica natural y fusionarse, liberando una gran cantidad de energía.
Ambas estrategias tienen que resolver todavía varios desafíos muy importantes, como la necesidad de lidiar con el neutrón de alta energía (aproximadamente 14 MeV) resultante de la fusión de un núcleo de deuterio y otro de tritio. Esta partícula sale despedida hacia las paredes de la cámara, y, debido a su energía, provoca un daño muy específico en los materiales del reactor. Además, la fusión inercial necesita contar con el respaldo tecnológico necesario para garantizar al reactor un suministro de microbolas de combustible continuo, preciso y muy rápido de al menos diez cápsulas por segundo.
De lo contrario la entrega de energía del reactor no podrá sostenerse en el tiempo y su propósito se irá al garete. Además, cuando estos y otros desafíos tecnológicos estén resueltos será necesario diseñar y construir una central eléctrica de demostración equipada con un reactor de fusión mediante confinamiento inercial, que, entre otros retos, proponga cómo generar electricidad a partir de los pulsos energéticos que entrega el reactor.
Esta instalación será equiparable a DEMO, que será la central de demostración dotada de un reactor de fusión mediante confinamiento magnético que recogerá todo el conocimiento entregado por ITER e IFMIF-DONES. EUROfusion prevé que la primera central eléctrica comercial equipada con un reactor de fusión mediante confinamiento magnético esté lista durante la década de los años 60, pero la aplicación comercial de la fusión inercial todavía no tiene fecha. Al menos no una fecha razonablemente creíble. De hecho, si tuviese que apostar defendería que si aceptamos que ambas tecnologías van a llegar a buen puerto (ya lo veremos) la fusión mediante confinamiento magnético comercial estará lista antes que su alternativa inercial.
Imagen de portada: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore
Más información: Reuters
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– La noticia El nuevo éxito de la fusión nuclear inercial no enmascara la realidad: su aplicación comercial está aún muy lejos fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .