Se ha roto un hito importante en la b\u00fasqueda de la energ\u00eda de fusi\u00f3n. Por primera vez, una reacci\u00f3n de fusi\u00f3n ha logrado una producci\u00f3n r\u00e9cord de energ\u00eda de 1,3 megajulios y, por primera vez, super\u00f3 la energ\u00eda absorbida por el combustible utilizado para activarla.<\/p>\n\n\n\n
Aunque todav\u00eda queda mucho camino por recorrer, el resultado representa una mejora significativa con respecto a los rendimientos anteriores: ocho veces mayor que los experimentos realizados solo unos meses antes y 25 veces mayor que los experimentos realizados en 2018. Es un gran logro. Los f\u00edsicos de la Instalaci\u00f3n Nacional de Ignici\u00f3n en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore enviar\u00e1n un art\u00edculo para revisi\u00f3n por pares.<\/p>\n\n\n\n
“Este resultado es un paso hist\u00f3rico para la investigaci\u00f3n de la fusi\u00f3n por confinamiento inercial, que abre un r\u00e9gimen fundamentalmente nuevo para la exploraci\u00f3n y el avance de nuestras misiones cr\u00edticas de seguridad nacional. Tambi\u00e9n es un testimonio de la innovaci\u00f3n, el ingenio, el compromiso y el valor de este equipo y el muchos investigadores en este campo durante d\u00e9cadas que han perseguido firmemente este objetivo”, dijo Kim Budil, director del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.<\/p>\n\n\n\n
“Para m\u00ed, demuestra uno de los roles m\u00e1s importantes de los laboratorios nacionales: nuestro compromiso incansable de abordar los mayores y m\u00e1s importantes desaf\u00edos cient\u00edficos y de encontrar soluciones donde otros puedan ser disuadidos por los obst\u00e1culos”.<\/p>\n\n\n\n
La fusi\u00f3n por confinamiento inercial implica la creaci\u00f3n de algo parecido a una peque\u00f1a estrella. Comienza con una c\u00e1psula de combustible, que consta de deuterio y tritio, is\u00f3topos m\u00e1s pesados \u200b\u200bde hidr\u00f3geno. Esta c\u00e1psula de combustible se coloca en una c\u00e1mara de oro hueca del tama\u00f1o de un borrador de l\u00e1piz llamado hohlraum.<\/p>\n\n\n\n
Luego, 192 rayos l\u00e1ser de alta potencia se disparan en el hohlraum, donde se convierten en rayos X. Estos rayos X implosionan la c\u00e1psula de combustible, calent\u00e1ndola y comprimi\u00e9ndola a condiciones comparables a las del centro de una estrella (temperaturas superiores a los 100 millones de grados cent\u00edgrados y presiones superiores a los 100.000 millones de atm\u00f3sferas terrestres), convirtiendo la c\u00e1psula de combustible en una peque\u00f1a burbuja de plasma.<\/p>\n\n\n\n
Y, as\u00ed como el hidr\u00f3geno se fusiona en elementos m\u00e1s pesados \u200b\u200ben el coraz\u00f3n de una estrella de la secuencia principal, tambi\u00e9n lo hace el deuterio y el tritio en la c\u00e1psula de combustible. Todo el proceso se lleva a cabo en tan solo unas mil millon\u00e9simas de segundo. El objetivo es lograr la ignici\u00f3n, un punto en el que la energ\u00eda generada por el proceso de fusi\u00f3n excede la entrada total de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
El experimento, realizado el 8 de agosto, no alcanz\u00f3 esa marca, la entrada de los l\u00e1seres fue de 1,9 megajulios. Pero sigue siendo tremendamente emocionante, porque seg\u00fan las mediciones del equipo, la c\u00e1psula de combustible absorbi\u00f3 m\u00e1s de cinco veces menos energ\u00eda de la que gener\u00f3 en el proceso de fusi\u00f3n. Esto, dijo el equipo, es el resultado de un trabajo minucioso para refinar el experimento, incluido el dise\u00f1o del hohlraum y la c\u00e1psula, la precisi\u00f3n del l\u00e1ser mejorada, nuevas herramientas de diagn\u00f3stico y cambios de dise\u00f1o para aumentar la velocidad de la implosi\u00f3n de la c\u00e1psula, que transfiere m\u00e1s energ\u00eda al punto caliente de plasma en el que tiene lugar la fusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
“Obtener acceso experimental a la quemadura termonuclear en el laboratorio es la culminaci\u00f3n de d\u00e9cadas de trabajo cient\u00edfico y tecnol\u00f3gico que se extiende a lo largo de casi 50 a\u00f1os”, dijo Thomas Mason, director del Laboratorio Nacional de Los Alamos.<\/p>\n\n\n\n
“Esto permite experimentos que comprobar\u00e1n la teor\u00eda y la simulaci\u00f3n en el r\u00e9gimen de alta densidad de energ\u00eda de forma m\u00e1s rigurosa que nunca antes y permitir\u00e1n logros fundamentales en la ciencia aplicada y la ingenier\u00eda”.<\/p>\n\n\n\n
El equipo planea realizar experimentos de seguimiento para ver si pueden replicar su resultado y estudiar el proceso con mayor detalle. El resultado tambi\u00e9n abre nuevas v\u00edas para la investigaci\u00f3n experimental.<\/p>\n\n\n\n
Los f\u00edsicos tambi\u00e9n esperan descubrir c\u00f3mo aumentar a\u00fan m\u00e1s la eficiencia energ\u00e9tica. Se pierde mucha energ\u00eda cuando la luz l\u00e1ser se convierte en rayos X dentro del hohlraum; una gran proporci\u00f3n de la luz l\u00e1ser se destina a calentar las paredes del hohlraum. Resolver este problema nos acercar\u00e1 un paso m\u00e1s a la energ\u00eda de fusi\u00f3n. Mientras tanto, sin embargo, los investigadores est\u00e1n tremendamente emocionados.<\/p>\n\n\n\n
“Lograr la ignici\u00f3n en un laboratorio sigue siendo uno de los grandes desaf\u00edos cient\u00edficos de esta era y este resultado es un paso trascendental hacia el logro de ese objetivo”, dijo el f\u00edsico Johan Frenje del Centro de Fusi\u00f3n y Ciencia del Plasma del MIT.<\/p>\n\n\n\n
“Tambi\u00e9n permite la exploraci\u00f3n de un r\u00e9gimen fundamentalmente nuevo al que es extremadamente dif\u00edcil acceder experimentalmente, lo que profundiza nuestra comprensi\u00f3n de los procesos de ignici\u00f3n y combusti\u00f3n por fusi\u00f3n, que es fundamental para validar y mejorar nuestras herramientas de simulaci\u00f3n en apoyo de la administraci\u00f3n de las existencias.<\/p>\n\n\n\n
“Adem\u00e1s, el resultado es hist\u00f3rico, ya que representa la culminaci\u00f3n de muchas d\u00e9cadas de arduo trabajo, innovaci\u00f3n e ingenio, trabajo en equipo a gran escala y un enfoque incesante en el objetivo final”.<\/p>\n\n\n\n
El equipo present\u00f3 sus resultados en la 63\u00aa Reuni\u00f3n Anual de la Divisi\u00f3n de F\u00edsica del Plasma de APS<\/a>.<\/p>\n\n\n\n