Recrearán la energía del sol

Artículo destacado del Boletín CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Todo está listo para llevar a cabo un masivo experimento de fusión nuclear que intentará recrear las condiciones del núcleo solar.

Será llevado a cabo con los rayos láser más grandes que se han construido y el objetivo es demostrar la viabilidad de la fusión nuclear como fuente de energía limpia y abundante.

El laboratorio, llamado Instalación Nacional de Ignición (NIF), en California, provocará la reacción nuclear enfocando 192 rayos láser gigantescos a una pequeña munición de combustible de hidrógeno.

Para que el experimento funcione, explican los científicos, debe demostrar que se puede extraer más energía del proceso que la que se requiere para iniciarlo.

Lo que se espera lograr eventualmente es producir enormes cantidades de energía limpia para reducir la actual dependencia del mundo en los combustibles fósiles.

El profesor Mike Dunne, quien dirige un experimento similar europeo explicó a la BBC que si es exitoso, el proceso será un «evento sísmico».

«La fusión de láser podría marcar la transición de ser un concepto de la física a una realidad de la ingeniería», afirma el experto.

Hito de la física

El láser será disparado a una pequeña bola de combustible dentro de un ciilindro.

El NIF -cuya construcción ha tomado 12 años- es el centro científico experimental más grande que se ha construido en Estados Unidos y contiene el láser más poderoso del mundo.

«Es un hito enorme», afirma el doctor Ed Moses, director del NIF.

«Estamos cerca de lograr lo que nos propusimos desde un principio: la fusión nuclear controlada y sostenida y por primera vez, la obtención de energía en un laboratorio».

Los experimentos comenzarán el próximo mes de junio, y se esperan obtener los primeros resultados importantes entre 2010 y 2012.

La ciencia considera hoy en día que la fusión es el «santo grial» de las fuentes de energía gracias a su potencial para abastecer energía limpia de forma casi ilimitada.

Pero el desafío de crear un reactor de fusión que sea práctico es algo que ha eludido a la ciencia durante décadas.

«Ahora estamos cerca de culminar un esfuerzo de 50 años», afirma el profesor Dunne.

El estadounidense no es el único centro en el mundo que intenta demostrar la viabilidad de la fusión nuclear.

El proceso consiste en fusionar dos formas de hidrógeno pesado, deuterio y tritio, para formar helio.

El deuterio se encuentra comúnmente en el agua de mar, mientras que el tritio puede ser preparado a partir del litio, un elemento relativamente común en la tierra.

Cuando se combinan estos isótopos a altas temperaturas, se pierde una pequeña cantidad de masa y se libera una enorme cantidad de energía.

Como en el sol

Se intentará recrear las condiciones extremas de temperatura del núcleo solar.

La fusión ocurre de forma natural en el núcleo de las estrellas donde una enorme presión gravitacional permite que ocurra el proceso a temperaturas cercanas a los 10 millones de grados centígrados.

En la presión mucho más baja de la Tierra, las temperaturas para producir fusión necesitan ser mucho más altas, de más de 100 millones de grados centígrados.

El experimento del NIF se concentrará en un proceso conocido como fusión nuclear por confinamiento inercial, en el cual se puede lograr esa temperatura extrema utilizando rayos láser extremadamente poderosos.

«Cuando los láseres del NIF sean disparados a su máxima energía -explica el doctor Moses- despedirán 1,8 megajulios (la unidad del Sistema Internacional para energía y calor) de energía ultravioleta al blanco».

Esto equivale a más de 60 veces la cantidad de energía de cualquier sistema de láser que se ha disparado hasta ahora.

Cuando sean disparadas, las pulsaciones durarán sólo unos nanosegundos (milmillonésimas de segundo), pero impartirán calor equivalente a 500 millones de billones (más de la energía eléctrica que se genera durante las horas de más demanda en todo Estados Unidos).

Todo este calor intenso quedará concentrado en el blanco de combustible (del tamaño de una pequeña pelota) donde se lleva a cabo la implosión.

«Este proceso creará temperaturas de 100 millones de grados centígrados y una presión de miles de millones de veces más grande que la presión atmosférica de la Tierra», explica el doctor Moses.

Se intenta alcanzar temperaturas de 100 millones de grados centígrados.

«Lo cual forzará al núcleo de hidrógeno a fusionarse y liberar cantidades mucho más grandes de energía que la energía del láser que se requiere para encender la reacción» agrega.

Esta «ganancia de energía» como se le conoce, es la clave del proceso.

Si funciona el NIF podrá liberar entre 10 y 100 veces más energía que la que se requiere para iniciar la reacción nuclear.

Otros experimentos ya han demostrado que la ignición es posible, pero hasta ahora ninguno ha podido demostrar una ganancia clara de energía.

«El mundo espera que el NIF pueda ofrecer una demostración clara e inequívoca de que los láseres pueden brindar una fusión con ganancia de energía», dice el profesor Dunne.

«Y con esto podremos al fin dejar de lado los aspectos fundamentales de la física y nos permitirá concentrarnos en la producción de esa energía», agrega el experto.