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Cinco preguntas y respuestas sobre el último hito en fusión nuclear

“Una de las hazañas científicas más impresionantes del siglo XXI”, así calificó la secretaria de Energía de EE. UU., Jennifer Granholm, los avances en fusión nuclear conseguidos por científicos federales. Este martes se hizo el anuncio: los investigadores lograron producir más energía que la usada para encenderla. Un primer paso para lograr una energía limpia, barata y, tal vez, inagotable.

Décadas de investigación y, al fin, Estados Unidos anunció el descubrimiento que más nos acerca al Sol. Igual que en las estrellas, investigadores estadounidenses han conseguido producir más energía que la que se usó para encenderla.

Un hito celebrado por el Gobierno estadounidense, que le permitirá una mayor eficiencia en sus estrategias de Defensa, pero también la posibilidad de conseguir una energía limpia, barata y que podría llegar a ser inagotable.

Sin embargo, a este descubrimiento todavía le falta el desarrollo de una tecnología que los entusiastas auguran tardará pocas décadas, frente a los 50 o 60 años que se creía hasta el momento.

A continuación 5 preguntas y respuestas para entender el hallazgo a profundidad:

¿Cuál es el descubrimiento? 

El 5 de diciembre, científicos estadounidenses lograron una reacción nuclear en la que se produjo más energía que la que se usó para encenderla. Es el mismo proceso que alimenta al sol y es conocido como una ganancia neta de energía.

El experimento logró brevemente lo que se conoce como ignición por fusión al generar 3,15 megajulios de salida de energía después de que el láser entregó 2,05 megajulios al objetivo, dijo el Departamento de Energía. Son las condiciones equivalentes a una estrella a tres millones de grados Celsius.

“La ignición nos permite replicar por primera vez ciertas condiciones que se encuentran solo en las estrellas y el sol”, dijo Jennifer Granholm, secretaria de Energía de EE. UU., en una conferencia de prensa en Washington.

Esta fusión se produce a temperaturas y presiones tan altas que son increíblemente difíciles de controlar. Unos láseres presionan los átomos de hidrógeno entre sí con tal fuerza que se combinan en helio y así provocan que se liberan enormes cantidades de energía y calor. Imitan las explosiones del armamento nuclear, aunque se produce sin generar residuos radioactivos ni dejando huella de carbono.

El proceso se realiza en una cápsula esférica en miniatura, del tamaño de un grano de pimienta, contra la que se concentra una enorme cantidad de calor mediante 192 láseres. El resultado es un entorno de plasma sobrecalentado en el que una reacción genera aproximadamente 1,5 veces más energía que la contenida en la luz utilizada para producirla.

Esta imagen sin fechar facilitada por la National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory muestra el NIF Target Bay en Livermore, California. El sistema utiliza 192 rayos láser que convergen en el centro de esta esfera gigante para hacer implosionar una diminuta pastilla de combustible de hidrógeno.

¿Quién está detrás de esta investigación? 

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, una instalación federal de California. En su interior está la Instalación Nacional de Ignición; fue inaugurada en 2009 y contiene el láser más grande del mundo.

El anuncio lo hizo la secretaria de Energía, Jennifer Granholm, que estuvo acompañada del asesor científico de la Casa Blanca, Arati Prabhakar, Jill Hruby, vicesecretaria de Seguridad Nuclear de Estados Unidos, y la directora del laboratorio, Kim Budil, entre otros.

Un anuncio por todo lo alto, que también contó con las palabras del presidente de Estados Unidos, Joe Biden, quien calificó el avance como un buen ejemplo de la necesidad de continuar invirtiendo en investigación y desarrollo. “Mira lo que está pasando desde el Departamento de Energía en el frente nuclear. Hay muy buenas noticias en el horizonte”, dijo en la Casa Blanca.

¿Puede combatir la crisis climática? 

El proceso de la fusión nuclear es el contrario al de la fisión, que es el que se utiliza en las centrales nucleares. En la fusión, los átomos se unen; en la fisión, se separan. La principal diferencia es que la fisión produce una gran cantidad de desechos y radiación. Por su parte, la fusión consigue mayor cantidad de energía y muy pocos deschos radioactivos que se eliminan en corto tiempo.

En este proceso, además, no se libera carbono, por lo que no existe huella en la crisis climática.

Es por ello que los científicos han tratado de conseguir energía igual que la que se genera en el Sol, para poder tener una fuente sin fin, no contaminante, que no genere residuos peligrosos, y que además requiera de menos recursos que otras renovables como la eólica y la solar.

Pero no solo se está investigando con láseres, también con potentes imanes que confinan el comubstible de fusión en forma de plasma, esto es un cuarto estado de la materia que contiene partículas cargadas. También hay otros científicos tratando de desarrollar una tecnología combinada entre imanes y láseres.

¿Cuándo se le podrá sacar rédito? 

La noticia de hoy es vista como el primer paso. Científicos nucleares consideran que todavía hay mucha investigación por desarrollar antes de que sea comercialmente viable. Para que esto sea posible, una planta de energía tendría que producir la suficiente como para alimentar los láseres y lograr la ignición de manera continua.

Invitados esperan el comienzo de una conferencia de prensa con la Secretaria de Energía de EE.UU. Jennifer Granholm en la sede del Departamento de Energía para anunciar un gran avance en la investigación de la fusión el 13 de diciembre de 2022 en Washington, DC.

Para el profesor Dennys Whyte, director del Plasma Science and Fusion Center del Instituto Tecnológico de Massachusetts y líder en investigación de fusión, ha sido el “pistoletazo de salida”: “Deberíamos presionar para que los sistemas de energía de fusión estén disponibles para abordar el cambio climático y la seguridad energética”.

Por su parte, Riccardo Betti, profesor de la Universidad de Rochester y experto en fusión láser, dijo que todavía hay camino por recorrer. Y puso un ejemplo: “Todavía no tienes el motor y todavía no tienes los neumáticos. No puedes decir que tienes un auto”.

Por su parte, la industria eléctrica fue prudente con el logro y enfatizó que, para llevar a cabo la transición energética, la fusión no debe ralentizar los esfuerzos para construir otras alternativas como la energía solar y eólica, el almacenamiento en baterías y la fisión nuclear.

“Para producir energía comercial se debe ser capaz de producir muchos, muchos eventos de ignición de iones de fusión por minuto”, dijo la directora del laboratorio, Kim Budil. Sin embargo, también considera que con este descubrimiento se ha ganado tiempo a las cinco o seis décadas que se esperaban antes de lograr energía limpia con este proceso científico: “Con un esfuerzo y una inversión concertados, unas pocas décadas de investigación sobre las tecnologías subyacentes podrían ponernos en condiciones de construir una planta de energía”.

Debra Callahan, quien trabajó en Lawrence Livermore hasta fines de este año y que ahora es científica sénior en Focused Energy, dijo que los resultados del laboratorio ayudarán a las empresas a descubrir cómo hacer que los láseres sean más eficientes. “Todos están entusiasmados con lo que se ha logrado y lo que está en el futuro”.

¿Por qué es histórico?

Los científicos saben desde hace aproximadamente un siglo que la fusión alimenta al sol y han perseguido el desarrollo de la fusión en la Tierra durante décadas.

Para lograrlo se han invertido miles de millones de dólares y décadas de trabajo en la investigación de fusión que ha producido resultados estimulantes, por fracciones de segundo.

Una foto aérea muestra el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en Livermore, California, Estados Unidos, el 5 de julio de 2011.

 

Las empresas privadas han recaudado alrededor de 5 mil millones de  dólares de inversionistas, desde individuos hasta compañías petroleras, y financiamiento público, según Fusion Industry Association.

Estados Unidos persigue este descubrimiento para lograr una energía sin emisiones de carbono que pueda combatir el cambio climático. Una energía que necesita menos recursos que la renovable. Y una energía que permitirá mantener armas nucleares sin necesidad de realizar pruebas.

La secretaria de Energía, Jennifer Granholm, dijo que la ignición por fusión es “una de las hazañas científicas más impresionantes del siglo XXI” y agregó que el avance “quedará registrado en los libros de historia”.

El asesor científico de la Casa Blanca, Arati Prabhakar, calificó la ignición de fusión lograda el 5 de diciembre como “un tremendo ejemplo de lo que la perseverancia realmente puede lograr” y “una maravilla de la ingeniería más allá de lo creíble”.

Fuente: FRANCE 24

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