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La??Instalaci??n Nacional de Ignici??n??(NIF, por su sigla en ingl??s), en Livermore, California -que usa un potente l??ser para calentar y comprimir combustible de hidr??geno- est?? a un paso de alcanzar una gigantesca fusi??n nuclear.
Seg??n un experimento llevado a cabo este mes, el laboratorio lograr?? pronto el objetivo de la ???ignici??n???, donde la energ??a liberada por la fusi??n exceder?? a la liberada por el l??ser.
Aprovechar la fusi??n nuclear, el proceso que da energ??a al Sol, podr??a proporcionarnos una fuente de energ??a limpia e ilimitada.
??En qu?? consiste la fusi??n?
En un proceso llamado fusi??n nuclear por confinamiento inercial, 192 rayos l??ser de la instalaci??n NIF -la mayor concentraci??n de energ??a del mundo- se dirigen hacia una c??psula del tama??o de un grano de pimienta.
Esa c??psula contiene deuterio y tritio, que son diferentes formas de hidr??geno, is??topos naturales.
Este procedimiento comprime el combustible a 100 veces la densidad del plomo y lo calienta a 100 millones de grados Celsius, m??s caliente que el centro del Sol. Son condiciones que ayudan a impulsar la fusi??n termonuclear.
???Un avance enorme???
Un experimento que se llev?? a cabo el 8 de agosto produjo 1,35 megajulios (MJ) de energ??a, alrededor del 70% de la energ??a l??ser entregada a la c??psula de combustible.
Alcanzar la ignici??n significar?? obtener un rendimiento de fusi??n mayor que los 1,9 MJ introducidos por el l??ser.
???Este es un avance enorme para la fusi??n nuclear y para toda la comunidad (cient??fica)???, le dijo a la BBC Debbie Callahan, f??sica del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, que alberga el NIF.
Como par??metro del progreso, el rendimiento del experimento de este mes es ocho veces el r??cord anterior de la NIF, establecido en la primavera de 2021, y 25 veces el rendimiento de los experimentos llevados a cabo en 2018.
???El ritmo de mejora en la producci??n de energ??a ha sido r??pido, lo cual sugiere que pronto podremos alcanzar m??s hitos de energ??a, como exceder la entrada de energ??a de los l??seres usados para poner en marcha el proceso???, dijo el profesor Jeremy Chittenden, codirector del Centro de Estudios de Fusi??n Inercial del Imperial College de Londres, Reino Unido.
Adem??s, los cient??ficos del NIF tambi??n creen que ahora han logrado algo llamado ???plasma ardiente???, que ocurre cuando las propias reacciones de la fusi??n proporcionan el calor para una fusi??n mayor.
Esto es vital para que el proceso sea autosostenible.
???La quema [del combustible] autosostenida es esencial para obtener un alto rendimiento???, explic?? Callahan. ???La onda de combusti??n tiene que propagarse hacia el combustible de alta densidad para extraer mucha energ??a de fusi??n???.
???Creemos que este experimento est?? en ese punto, aunque todav??a estamos haciendo an??lisis y simulaciones para asegurarnos de que comprendemos bien el resultado???.
En cuanto al siguiente paso, Callahan dijo que los experimentos se repetir??n. ???Es fundamental para la ciencia experimental; necesitamos entender cu??n reproducibles y cu??n sensibles son los resultados a los peque??os cambios???, dijo la cient??fica.
???Despu??s de eso, generaremos ideas sobre c??mo mejorar el dise??o, y comenzaremos a trabajar en ellas el pr??ximo a??o???.
???El megajulio de energ??a liberado en el experimento es realmente impresionante en t??rminos de fusi??n, pero en la pr??ctica esto es equivalente a la energ??a necesaria para hervir una tetera???, explic?? el profesor Chittenden.
Y a??adi??: ???Se pueden lograr energ??as de fusi??n mucho m??s altas mediante la ignici??n si logramos averiguar c??mo mantener el combustible unido durante m??s tiempo, para permitir que se queme m??s. Este ser?? el pr??ximo horizonte para la fusi??n por confinamiento inercial???.
Fusi??n, fisi??n y armas nucleares
La energ??a nuclear existente se fundamenta en un proceso llamado fisi??n, en el que un elemento qu??mico pesado se divide para producir otros m??s ligeros.
La fusi??n funciona combinando dos elementos ligeros para hacer uno m??s grande y pesado.
La construcci??n del NIF comenz?? en 1997 y se complet?? en 2009. Los primeros experimentos para probar la potencia del l??ser comenzaron en octubre de 2010.
La otra funci??n del NIF es ayudar a garantizar la seguridad y confiabilidad del arsenal de armas nucleares de Estados Unidos.
En ocasiones, los cient??ficos que quieren utilizar el enorme l??ser para la fusi??n se han visto exprimidos por experimentos orientados a la seguridad nacional.
En 2013, la BBC inform?? que durante los experimentos en el NIF, la cantidad de energ??a liberada a trav??s de la fusi??n hab??a excedido la cantidad de energ??a absorbida por el combustible, un avance y una novedad para cualquier instalaci??n de fusi??n en el mundo.
Los resultados de estas pruebas se publicaron m??s tarde en la revista cient??fica Nature.
NIF es uno de los varios proyectos en distintas partes del mundo orientados a promover la investigaci??n de la fusi??n nuclear. Entre ellos se incluye la instalaci??n Iter, con una inversi??n de miles de millones de euros, actualmente en construcci??n en Cadarache, Francia.
Iter adoptar?? un enfoque diferente para la fusi??n impulsada por l??ser en NIF; la instalaci??n en el sur de Francia utilizar?? campos magn??ticos para contener plasma caliente, gas cargado el??ctricamente. Este concepto se conoce como fusi??n por confinamiento magn??tico (MCF).
Pero construir instalaciones de fusi??n comercialmente viables que puedan proporcionar energ??a a la red requerir?? otro gran salto.
???Convertir este concepto en una fuente renovable de energ??a el??ctrica probablemente ser?? un proceso largo e implicar?? superar desaf??os t??cnicos sustanciales, como poder recrear este experimento varias veces por segundo para producir una fuente de energ??a constante???, resumi?? Chittenden.
BBC News
