Los físicos estadounidenses han logrado una hazaña que el mundo ha perseguido durante más de 60 años: producir más energía de la fusión que la necesaria para crear la reacción. Llamada el «santo grial» de la energía, la fusión tiene el potencial de proporcionar energía ilimitada libre de carbono.
El hito se logró en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California el 5 de diciembre. Funcionarios del Departamento de Energía de EE. UU. anunciaron la noticia hoy, calificándola de «primer logro histórico».
El avance «indudablemente generará aún más descubrimientos», dijo la secretaria de Energía de EE. UU., Jennifer Granholm, en un comunicado.
Gran parte de ese descubrimiento, y la comercialización de la tecnología, podría tener lugar en el noroeste del Pacífico, hogar de varias empresas de energía de fusión en crecimiento.
“Todos los estadounidenses deberían estar orgullosos de que nuestro país haya logrado este avance”, dijo Robin Langtry, director ejecutivo de Avalanche Energy, una startup de fusión con sede en Seattle.
Durante décadas, los científicos han podido crear la fusión, una reacción en la que los átomos chocan entre sí a una velocidad tremenda y se mantienen unidos. Ese acto de fusionar los átomos libera energía, pero hasta ahora ha requerido más poder para crear la fusión de la que produce. El equipo de NIF logró lo que se llama «punto de equilibrio energético científico».
Los investigadores del laboratorio nacional en California utilizaron el láser más energético del mundo para crear rayos X que explotaron una cápsula de combustible para generar un plasma, o gas sobrecalentado, que enciende la fusión.
Pero esa no es la única manera de hacerlo. Hay cinco empresas en todo el noroeste del Pacífico que trabajan para comercializar la fuente de energía, cada una de las cuales utiliza diferentes estrategias para generar fusión. El grupo incluye Avalanche, Helion Energy, Zap Energy y CTFusion del estado de Washington, así como General Fusion de la Columbia Británica.
Algunas de las empresas utilizan tecnología de la Universidad de Washington y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, que continúan brindando experiencia e investigación.
Langtry y muchos otros, incluidos los de NIF, advirtieron que los investigadores aún están muy lejos de poder generar energía de manera rentable y aprovechar esa energía para la red eléctrica.
El hito de NIF no fue tanto un momento de «Kitty Hawk», que es cuando los hermanos Wright hicieron un vuelo sostenido en su avión. Los nuevos resultados son bastante más parecidos a los experimentos del túnel de viento de Wright, dijo Langtry, donde afinaron su capacidad para lograr sustentación en un experimento controlado.
Se avecinan avances adicionales, predijo.
«Van a ver más y más avances y anuncios en los próximos cinco a 10 años que culminarán con el anuncio de ‘Kitty Hawk’ de una máquina de fusión de energía neta», dijo Langtry a GeekWire el martes.
David Kirtley, director ejecutivo de Helion, se hizo eco de ese entusiasmo. “El mundo está más cerca que nunca de aprovechar la fusión”, dijo.
«Si bien NIF no se centra en la producción de energía comercial», agregó, «su investigación es útil para las empresas de fusión comercial como Helion, al eliminar riesgos y examinar la física clave que se mantiene fiel a toda fusión».
Helion, con sede en Everett, está construyendo su séptimo prototipo de fusión, denominado Polaris, que esperan que vaya incluso más allá del hito NIF. Para 2024, el objetivo de Polaris es capturar la energía creada por fusión y producir electricidad neta.
“Tenemos mucho más trabajo por hacer para hacer de la fusión una fuente de energía práctica, pero el resultado de hoy es un paso importante en el camino”.
Brian Nelson, director de tecnología de Zap, también hizo la distinción entre el avance y la comercialización de NIF.
“Tenemos mucho más trabajo por hacer para hacer de la fusión una fuente de energía práctica”, dijo Nelson, “pero el resultado de hoy es un paso importante en el camino”.
El experimento de NIF produjo 3,15 megajulios (MJ) de salida de energía de fusión, lo que requirió una entrada de 2,05 MJ con el láser.
Pero tuvo que extraer 300 MJ de la red para disparar el láser, explicó Mark Herrmann, subdirector del programa en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
“El láser no fue diseñado para ser eficiente, el láser fue diseñado para darnos la mayor cantidad de energía posible para hacer que estas increíbles condiciones sucedan en el laboratorio”, dijo Herrmann, quien habló en un panel que anunció la noticia. «Entonces, hay muchos, muchos pasos que deberían darse para llegar a una fusión inercial como fuente de energía».
El director ejecutivo de General Fusion, Greg Twinney, también está pensando en la producción de energía.
“Este anuncio es una excelente culminación de años de progreso incremental y ahora depende de compañías como la nuestra diseñar máquinas prácticas de producción de electricidad que superen las barreras de la degradación de neutrones, la transferencia de calor y la producción de combustible”, dijo el martes.
General Fusion, que se fundó hace 20 años y es la empresa de fusión más antigua del noroeste del Pacífico, está construyendo una máquina de demostración en el Reino Unido que debería comenzar a operar en 2025 y ser capaz de producir «un entorno relevante para la planta de energía». La compañía tiene como objetivo comercializar su tecnología a principios de la década de 2030.
Derek Sutherland, CEO de CTFusion de Seattle, también aplaudió la noticia de NIF.
“Si alguna vez pensó en unirse al sector de la energía de fusión”, dijo, “ahora es el mejor momento hasta la fecha para hacerlo”.
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