El martes, el jefe del Departamento de Energía y otros líderes científicos federales anunciaron que una reacción de fusión realizada en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California logró energía neta, lo que significa que la reacción generó más energía de la que se puso para iniciar la fusión. reacción. Es la primera vez que la humanidad logra este hito.

La fusión es la forma en que el sol produce energía, pero recrear una reacción de fusión útil aquí en la Tierra ha eludido a los científicos durante décadas. Lograr energía neta positiva allana el camino para que la fusión pase de ser una ciencia de laboratorio a una fuente de energía utilizable, aunque la comercialización a gran escala de la fusión aún podría llevar décadas.

La fusión es particularmente atractiva dada la creciente urgencia del cambio climático porque, si se puede comercializar a gran escala, no produce emisiones de carbono, ni produce los desechos nucleares de larga duración asociados con la fisión nuclear, que es el tipo de energía nuclear. potencia utilizada. para hacer energía hoy.

“El lunes 5 de diciembre de 2022 fue un día importante en la ciencia”, dijo Jill Hruby, administradora de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, en una conferencia de prensa anunciando la noticia el martes en Washington DC “Llegar a la ignición en un experimento de fusión controlada es un logro eso ha llegado después de más de 60 años de investigación, desarrollo, ingeniería y experimentación en todo el mundo”.

Alcanzar la ignición significa que el experimento de fusión produjo más energía de la fusión que la energía del láser que solía impulsar la reacción. Desde el experimento, el equipo ha estado analizando datos para hacer este anuncio oficial.

“Esto es importante. Los resultados anteriores fueron récords, pero todavía no están produciendo más energía de la que se invirtió”, dijo a CNBC Andrew Holland, director ejecutivo del grupo comercial de la industria Fusion Industry Association. “Por primera vez en la Tierra, los científicos han confirmado que un experimento de energía de fusión libera más energía de la que se necesita para comenzar, lo que demuestra la base física de la energía de fusión. Esto llevará a la fusión a ser una fuente de energía segura y sostenible en un futuro próximo”.

En el experimento del 5 de diciembre, unos dos megajulios (una unidad de energía) entraron en la reacción y salieron unos tres megajulios, dijo Marvin Adams, administrador adjunto de Programas de Defensa de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear. “Una ganancia de 1,5”, dijo Adams.

Para el experimento, todos los láseres de súper alta potencia se dirigen a un objetivo de combustible muy pequeño en la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. “Durante los experimentos, 192 láseres de alta energía convergen en un objetivo del tamaño de un grano de pimienta al calentar una cápsula de deuterio-tritio a más de 3 millones de grados centígrados y simular brevemente las condiciones de una estrella”, dijo Hruby.

La misión principal del Laboratorio Nacional es estudiar la energía nuclear para su uso en la defensa nacional, y esta investigación de fusión nuclear es parte de un esfuerzo establecido en 1996 por el entonces presidente Clinton para mantener la confianza en la seguridad de las existencias de armas. sin ensayos nucleares a gran escala. .

Pero este descubrimiento también tiene implicaciones masivas para la energía limpia. Además del trabajo de seguridad nacional, “hemos dado los primeros pasos tentativos hacia una fuente de energía limpia que podría revolucionar el mundo”, dijo Hruby.

Si bien este avance científico se celebra en los niveles más altos del gobierno, pasarán muchos años antes de que las plantas de energía de fusión puedan proporcionar abundante energía limpia.

“Esta es una cápsula de encendido, una vez. Y para hacer energía de fusión comercial, tienes que hacer muchas cosas. Tienes que ser capaz de producir muchos, muchos eventos de ignición de fusión por minuto”, Kim Budil, directora de Lawrence Livermore, dijo el laboratorio el martes.

“Tienes que tener un sistema de controlador robusto para permitir eso. Así que probablemente décadas. No seis décadas, no lo creo. No cinco décadas, que es lo que solíamos decir. Creo que está pasando a primer plano y, probablemente, con un esfuerzo y una inversión concertados, unas pocas décadas de investigación sobre las tecnologías subyacentes podrían ponernos en condiciones de construir una planta de energía”.

Omar A. Hurricane, científico jefe del Programa de Fusión por Confinamiento Inercial en Lawrence Livermore, explicó: “Lo que queda por hacer desde aquí es en gran medida ingeniería, aumentando la eficiencia energética del láser y aumentando la ganancia de energía del objetivo. con más objetivo optimizaciones.”

Hurricane agregó: “Este nuevo resultado ciertamente acerca la fusión comercial, ya que muestra que no hay obstáculos físicos fundamentales. Se está empezando a sentir que estamos entrando en la ‘Era de la Fusión'”.

El interés en la fusión ha aumentado drásticamente en los últimos años a medida que las preocupaciones sobre el cambio climático y la seguridad energética se han vuelto más agudas.

Más de 90 reactores de energía nuclear están operando actualmente en los Estados Unidos, pero esos reactores nucleares emplean la fisión nuclear, que es cuando un neutrón choca con un átomo más grande, lo que hace que se divida en dos átomos más pequeños y libere mucha energía. . Las reacciones de fisión nuclear no liberan emisiones de dióxido de carbono y, por lo tanto, se consideran energía limpia, según el Departamento de Energía de EE. UU.

Estados Unidos obtuvo alrededor del 19 por ciento de su generación de electricidad a gran escala de esas plantas de energía nuclear en 2021, según la Administración de Información de Energía de EE. UU., y la energía de los reactores de fisión nuclear representa la mitad. de energía limpia generada en Estados Unidos, según el Departamento de Energía.

Sin embargo, esos reactores generan desechos radiactivos nucleares de vida prolongada, y la mayoría de los países, incluido Estados Unidos, actualmente no cuentan con instalaciones de almacenamiento a largo plazo para esos desechos. Los esfuerzos para construir una instalación de almacenamiento geológico subterráneo permanente para desechos nucleares hasta ahora se han visto obstaculizados en los Estados Unidos.

La fusión ocurre cuando dos átomos chocan entre sí para formar un átomo más pesado, liberando enormes cantidades de energía sin generar emisiones de dióxido de carbono o desechos nucleares de larga duración. Pero ha resultado extremadamente difícil sostener una reacción de fusión aquí en la Tierra, y los científicos lo han estado intentando durante décadas. En particular, requiere grandes cantidades de energía para impulsar las reacciones de fusión y, hasta este experimento, nadie había demostrado la capacidad de extraer más energía de la reacción de la necesaria para impulsarla.

“Los científicos han luchado para demostrar que la fusión puede liberar más energía de la que emite desde la década de 1950”, dijo a CNBC el físico de plasma Arthur Turrell.

“Durante esas décadas, cada vez que alguien pedía fondos para desarrollar la energía de fusión, la respuesta siempre era ‘primero, tienes que demostrar que funciona en principio'”, dijo Turrell, quien también es autor de The Star Builders. “Es decir, debes demostrar que un experimento de fusión puede producir más energía de la que utiliza. Los investigadores de Lawrence Livermore han hecho esto por primera vez”.

Fusion ya es un espacio atractivo para los inversores en clima y energía: hasta ahora, los inversores han invertido casi $ 5 mil millones en nuevas empresas privadas de energía de fusión, según Fusion Industry Association, y más de la mitad de eso ha sido desde el segundo trimestre de 2021.

“Todos en la comunidad de fusión láser (o fusión por confinamiento inercial) se han centrado en sacar más energía que dentro en un solo experimento, porque esa es la clave para mostrar la prueba del principio y desbloquear más inversión e interés”, dijo. Turrell. CNBC.

De hecho, la industria de fusión privada está viendo esto como una victoria.

“Ahora, la industria de la fusión con financiación privada dará los siguientes pasos, convirtiendo los resultados experimentales como este en una fuente viable de energía limpia y segura”, dijo Holland a CNBC. “En resumen, esto le mostrará al mundo que la fusión no es ciencia ficción, pronto será una fuente de energía viable. Por supuesto, todavía hay muchos pasos entre estos resultados experimentales y las plantas de energía de fusión, pero este es un hito importante que acerca el día en que la fusión proporcione al mundo energía limpia, segura y abundante”.