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Científicos de EU logran avance para producir energía nuclear limpia

*Por medio de fusión lograron un experimento que no origina residuos nucleares de larga duración y podría reducir la dependencia de combustibles fósiles.

Redacción Agencia Libertad ANI (México 13 de diciembre de 2022).- El Gobierno de Estados Unidos anunció este martes un gran hito científico: la generación de energía limpia de manera ilimitada a partir de la fusión nuclear en un laboratorio de California; un logro que de ser viable serviría para responder a la demanda energética, aunque todavía queda un largo camino por andar.

La fusión nuclear consiste en una reacción en la que dos núcleos de átomos ligeros se unen para formar otro más pesado, al tiempo que se liberan enormes cantidades de energía. A diferencia de la fisión nuclear, que se emplea para generar electricidad en todo el mundo, la fusión no origina residuos nucleares de larga duración.

Lo que científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, del Departamento de Energía estadounidense, fue lograr por primera vez una ganancia neta de energía (diferencia entre la energía gastada y la obtenida) en una reacción de fusión. Es decir, que se ha producido más energía que la empleada en la reacción nuclear.

La Dr. Arati Prabhakar, directora de Política Científica y Tecnológica de la Oficina de la Casa Blanca, informó durante conferencia de prensa este martes que la semana pasada los científicos lograron generar más energía de la que se liberaba.

Detalló que hace 100 años se descubrió que fusión era el fenómeno que ocurría en el Sol y tras varios avances se pudo replicar en un fenómeno.

A su vez, la Dr. Kim Budil, directora del LLNL, aseguró durante la presentación del avance tecnológico, que hace 60 una meta similar habría sido considerada atrevida, ya que apenas se había inventado el láser.

Por su parte, la Subsecretaria de Seguridad Nuclear y Administradora de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA), Jill Hruby, calificó el pasado 5 de diciembre, cuando se obtuvo el logro científico, como un día “importante para la ciencia”.

Añadió que fue resultado de más de 60 años de investigación y desarrollo. Asimismo, explicó que durante los experimentos 192 lásers de alta energía convergieron en un mismo objetivo, calentando una cápsula para simular brevemente las condiciones de una estrella.

“Con esto, hemos tomados los primeros pasos tentativos hacia una fuente de energía limpia que podría revolucionar al mundo”, celebró durante la conferencia.

El Dr. Marvin “Marv” Adams, administrador Adjunto de Programas de Defensa de la NNSA, detalló que la velocidad de los lásers se movió más rápido que lo que tarda la luz en trasladarse 10 pies.

Aclaró que esto ya había sucedido antes numerosas veces, pero la semana pasada se logró que el combustible de fusión se mantuviera lo suficientemente caliente, denso y redondo por el tiempo necesario para encenderse y producir más energía de la que habían depositado los lásers, con una ganancia de 1.5. La producción de energía se tardó menos de lo que toma a la luz viajar una pulgada, agregó.

También dijo que la fusión tiene potenciales, tanto para la energía limpia, como para la creación de armas nucleares. Los hallazgos, llevarán a experimentos en laboratorios sin la necesidad pruebas de explosión nuclear, añadió.

La Secretaria de Energía de EU, Jennifer M. Granholm, detalló que aún tardará un tiempo en que este tipo de tecnología se logre comercializar.

La Dr. Kim Budil, directora del LLNL, apuntó que apenas se logró encender una cápsula una vez. Pero para producir energía se tendrían que generar varios por minuto, así como contar con un sistema robusto para logarlo. Por lo tanto, concluyó, aún faltan probablemente décadas.

El profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Alberta (Canadá) Robert Fedosejevs, que ha trabajado en el desarrollo de sistemas de láser para la investigación de la fusión, explicó en entrevista a EFE que se ha logrado un “equilibrio científico, con más energía producida que la que se ha necesitado”.

En concreto, siguió, “las reacciones de fusión que se han estudiado combinan isótopos ligeros de hidrógeno para crear helio y liberar un millón de veces más energía por reacción que en una reacción química normal”. Esto -agregó- permite alimentar centrales eléctricas de gigavatios con solo unos pocos metros cúbicos de combustible por año.

Fedosejevs recordó que la gesta para obtener energía de fusión de manera controlada llevará décadas, ya que lo que se pretende es recrear en la Tierra las condiciones existentes dentro del sol y las estrellas y esto requiere de grandes esfuerzos científicos y de ingeniería.

Por su parte, el profesor de Ingeniería Nuclear David Hammer, de la Universidad Cornell (Nueva York, EE.UU.), dijo a EFE que, cuando arrancó este proyecto hace trece años, los científicos de NIF predijeron que tardarían entre dos o tres años en lograr una ganancia neta de energía utilizando 192 rayos láser.

“Ha demostrado ser una meta muy difícil de conseguir, ha tomado trece años en vez de tres”, apuntó el experto, quien subrayó que en los últimos años los equipos de NIF han logrado importantes avances a la hora de entender cómo inducir reacciones de fusión.

“Sus instalaciones operan mejor, sus códigos informáticos cuentan con mejores modelos físicos y sus objetivos son de mejor calidad que los que tenían hace años”, enumeró Hammer.

El proyecto de NIF genera energía a través de lo que se denomina “fusión termonuclear inercial”, que en la práctica ha significado que los científicos estadounidenses han disparado bolitas de combustible de hidrógeno a través de 200 láseres para crear 50 explosiones por segundo.

Según las fuentes citadas la reacción de fusión en el laboratorio de EE.UU. produjo unos 2,5 megajulios de energía, lo que supuso el 120 % de los 2,1 megajulios de energía en los láseres, consiguiendo así la ganancia neta.

De comprobarse estos datos aparecidos en medios, todavía queda camino por andar porque NIF no es una planta nuclear, puntualizó Hammer.

“Todavía falta que una empresa quiera traer esta tecnología al mercado eléctrico para transformar NIF en un sistema diseñado para la producción de energía neta”, afirmó.

El experto estadounidense apuntó que por lo pronto conoce dos compañías que podrían hacerlo, pero que acaban de empezar.

“Aun así, sin el avance del laboratorio del Gobierno y sin el entusiasmo de compañías ‘start-up’, nunca podríamos hacer ningún progreso contra el cambio climático“, reconoció.

Fedosejevs anticipó que el siguiente paso será aumentar el rendimiento de las reacciones de fusión para generar energía no solo para hacer funcionar el reactor, sino también para suministrar energía eléctrica neta a la red general.

“El camino a seguir requerirá de tremendos esfuerzos científicos y de ingeniería para lograr el objetivo de un sistema de reactor que funcione, pero ahora sabemos por primera vez que la generación de energía de fusión neta de manera controlada es factible, lo que da una gran esperanza para esta energía futura”, reflexionó.

En medio de una crisis energética global y la lucha frente al cambio climático estas son buenas noticias, pese a todo lo que queda por delante.

En ese sentido, Hammer calcula que todavía quedan diez años o más antes de que los hallazgos científicos en el ámbito de la fusión, incluido este, puedan proporcionar electricidad a la red de los países, aunque admitió que es posible que contribuyan a reducir el uso de combustibles fósiles.

Como Fedosejevs resumió, “la fusión de energía es el Santo Grial de la producción energética”, dado que parte de los elementos que utiliza son abundantes, como el deuterón que se encuentra en todos los océanos y el litio, con lo que se podría suministrar energía a todo el mundo durante miles de años.

Además, “el segundo isótopo de hidrógeno que se requiere en la reacción de fusión es el tritón, que puede fabricarse a partir del litio en las mismas plantas de fusión, por lo que la energía de este tipo estaría disponible gratis a todas las naciones del mundo tan pronto como se desarrolle una fuente de energía de fiar”, comentó el experto.

En consecuencia, auguró, “tendríamos un suministro ilimitado de energía libre de gases de efecto invernadero para el futuro, que solucionaría la crisis climática”.

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