Nuevo y asombroso hito de la física permitiría producir energía solar en al tierra

Desde que el mundo detectó el calentamiento climático, los científicos han tratado de reemplazar los combustibles fósiles, causantes del problema, por fuentes de energía más limpias y renovables. Entre esas está la fusión nuclear, una energía que no produce gases nocivos y genera residuos nucleares de muy baja actividad. Además, un reactor de fusión nuclear es intrínsecamente seguro, ya que la propia reacción se detiene al cortar el suministro de combustible.

Un ejemplo de reacciones de fusión nuclear es la que tiene lugar en el Sol, cuando se produce la fusión de núcleos de hidrógeno para formar helio, y en el proceso se libera una gran cantidad de energía en forma de radiación electromagnética, que alcanza la superficie terrestre y que percibimos como luz y calor.

Pese a los grandes inversiones de dinero y tiempo en el tema, replicar este proceso en la Tierra no ha sido fácil. Pero los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California habrían hecho un gran avance en el tema, uno que podría acercar a la humanidad al sueño de una energía limpia e ilimitada.

El grupo de investigadores demostró por primera vez la “ignición por fusión” que sería el equivalente a encender una cerilla que conduce a una reacción de fusión sostenida, del mismo tipo de las que se observa en el centro del Sol. Aunque parece una cosa muy simple y sencilla, el hecho fue elogiado por miles de expertos en el mundo y registrado en la prensa como un hito.

Para algunos se trata del desafío científico de ingeniería más temible que la humanidad haya asumido jamás. Arthur Turrell, del departamento de física del Imperial College de Londres le dijo al diario The Times que “este avance nos acerca tentadoramente a una demostración de la ganancia neta de energía de las reacciones de fusión, justo cuando el planeta lo necesita“.

En efecto, el hallazgo llega una semana después de que el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) dijera en su informe que los efectos del calentamiento de la Tierra sucederán antes de lo previsto y serán más devastadores de lo pensado anteriormente. Ya de hecho lo viven algunas zonas del mundo, como Europa, donde las temperaturas han sido extremadamente altas y eso ha originado una serie de incendios que arrasa con todo por delante.

El experimento del laboratorio costó US$10 mil millones y representa apenas un paso porque solo liberó la energía suficiente para hervir agua en una tetera. Según los expertos, para obtener mayor energía de fusión que reemplace las fuente de energía de hoy será necesario un tipo de reactor diferente. Sin embargo, los expertos manifestaron que con dicha prueba, por pequeña que fuera, se cruzó por primera vez un umbral clave y necesario.

La fusión nuclear es el proceso que impulsa al Sol. A diferencia de la fusión, que es la reacción utilizada en las plantas de energía nuclear, en esta implica unir átomos en lugar de dividirlos, lo que significa que casi no hay desechos radiactivos.

Sin embargo, para que funcione, es necesario mantener temperaturas por encima de los 100 millones de grados. También se necesita un reactor capaz de producir más energía de la que se bombea para iniciar y contener la reacción de fusión, algo que ha permanecido fuera de alcance.

El experimento consistió en enfocar una luz láser, generada por una planta llamada Instalación Nacional de Ignición que tiene el tamaño de tres campos de fútbol, en una cápsula de combustible de aproximadamente 5 mm de ancho. Esto produjo un punto caliente del diámetro de un cabello humano. El experimento generó más de diez cuatrillones de vatios de energía de fusión durante 100 billonésimas de segundo, energía liberada cuando los átomos de hidrógeno de la cápsula de combustible se fusionaron en helio.

Este evento produjo temperaturas varias veces más altas que el centro del Sol, mientras que la presión ejercida sobre la pastilla de combustible fue el doble que dentro de una estrella.

En el experimento, aproximadamente dos tercios de la energía que se le entregó en forma de luz láser fue liberada por reacciones de fusión nuclear. Eso significa que todavía falla como fuente de energía, pero los científicos creen que será posible mejorar la producción.

Según le dijo a The Times Jeremy Chittenden, profesor del Centro de Estudios de Fusión Inercial del Imperial College de Londres, se superó uno de los desafíos más difíciles de la ciencia. “Si bien la [Instalación Nacional de Ignición] es principalmente un experimento de física y no tiene el objetivo principal de crear energía de fusión, este increíble resultado significa que este sueño está más cerca de ser una realidad. Ahora hemos demostrado que es posible alcanzar la ignición, lo que inspiró a otros laboratorios y empresas emergentes de todo el mundo que trabajan en la producción de energía de fusión para tratar de lograr las mismas condiciones utilizando un método más simple, más robusto y, sobre todo, más económico”, le dijo al diario.

Otros investigadores estuvieron de acuerdo en que los resultados fueron algunos de los más significativos en el campo en medio siglo. “Lo que se ha logrado ha alterado por completo el panorama de la fusión y ahora podemos esperar usar plasmas encendidos tanto para el descubrimiento científico como para la producción de energía”, dijo el profesor Steven Rose, también del Imperial College de Londres.

El Dr. Aidan Crilly, investigador asociado del Centro de Estudios de Fusión Inercial, dijo: “Reproducir las condiciones en el centro del Sol nos permitirá estudiar estados de la materia que nunca antes habíamos podido crear en el laboratorio, incluidos aquellos encontrado en estrellas y supernovas. También podríamos obtener información sobre los estados cuánticos de la materia e incluso las condiciones cada vez más cercanas al comienzo del Big Bang: cuanto más nos calentamos, más nos acercamos al primer estado del universo”.

 

 

Tomado de: Semana «¿En qué consiste el nuevo y asombroso hito de la física para producir energía solar en la Tierra?» Semana (19 de agosto del 2021) Recuperado de: https://www.semana.com/vida-moderna/articulo/en-que-consiste-el-nuevo-y-asombroso-hito-de-la-fisica-para-producir-la-energia-del-sol-en-la-tierra/202122/