La búsqueda para hacer realidad la energía de fusión ha dado recientemente un gran paso adelante. La Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore anunció los resultados de un experimento con una eficiencia de fusión sin precedentes. Un solo disparo de láser desencadenó reacciones que liberaron 1,3 megajulios de energía de producción de fusión con firmas de propagación de quemaduras nucleares.

Alcanzar este hito indica qué tan cerca está la fusión de producir electricidad. Los últimos resultados demuestran el rápido ritmo del progreso, especialmente porque los láseres evolucionan a una velocidad impresionante.

De hecho, el láser es uno de los inventos tecnológicos más importantes desde el final de la Segunda Guerra Mundial. Ampliamente utilizados en una gama increíblemente diversa de aplicaciones, que incluyen mecanizado, cirugía de precisión y electrónica de consumo, los láseres son una parte integral de la vida cotidiana. Sin embargo, no mucha gente sabe que los láseres también presagian un capítulo emocionante y completamente nuevo en la física: permitir la fusión nuclear controlada con ganancia de energía positiva.

Après six décennies d’innovation, les lasers nous aident maintenant dans le processus urgent de développement de carburants propres, denses et efficaces, qui, à leur tour, sont nécessaires pour aider à résoudre la crise énergétique mondiale grâce à une production d’énergie décarbonée a gran escala. La potencia máxima alcanzable en un pulso láser se ha incrementado cada década en un factor de 1000.

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Los físicos llevaron a cabo recientemente un experimento de fusión que produjo 1.500 teravatios de potencia. Durante un período breve, generó de cuatro a cinco veces más energía de la que consume el mundo entero en un momento dado. En otras palabras, ya somos capaces de producir grandes cantidades de energía. Ahora también tenemos que generar grandes cantidades de energía para compensar la energía gastada para impulsar los láseres de encendido.

Más allá de los láseres, también hay avances considerables en el lado del objetivo. El uso reciente de objetivos nanoestructurados permite una absorción más eficiente de las energías láser y la ignición del combustible. Esto solo ha sido posible durante unos años, pero también aquí la innovación tecnológica está en una pendiente pronunciada con un enorme progreso año tras año.

Frente a estos avances, cabe preguntarse qué nos sigue impidiendo hacer realidad la fusión comercial.

Quedan pendientes dos desafíos importantes: primero, debemos unir las piezas y crear un proceso integrado que satisfaga todos los requisitos físicos y tecnoeconómicos. En segundo lugar, necesitamos niveles sostenibles de inversión de fuentes públicas y privadas para lograrlo. En general, el campo de la fusión carece lamentablemente de los fondos necesarios. Esto es impactante dado el potencial de fusión, especialmente en comparación con otras tecnologías energéticas.

Las inversiones en energía limpia totalizaron más de $ 500 mil millones en 2020. Los fondos de investigación y desarrollo de Fusion son solo una fracción de eso. Ya hay innumerables científicos brillantes que trabajan en la industria, así como estudiantes ansiosos por ingresar al campo. Y, por supuesto, contamos con excelentes laboratorios de investigación gubernamentales. Colectivamente, investigadores y estudiantes creen en el poder y el potencial de la fusión nuclear controlada. Necesitamos asegurar el apoyo financiero para su trabajo a fin de hacer realidad esta visión.

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Lo que necesitamos ahora es una expansión de la inversión pública y privada que tome en cuenta la oportunidad que se presenta. Estas inversiones pueden tener un horizonte temporal más largo, pero su impacto potencial es incomparable. Creo que la ganancia neta de energía está a nuestro alcance durante la próxima década; el marketing, basado en los primeros prototipos, seguirá muy rápidamente.

Pero estos plazos dependen en gran medida de la financiación y la disponibilidad de recursos. Se asignan considerables inversiones a fuentes de energía alternativas: eólica, solar, etc. – pero la fusión debe tener su lugar en la ecuación energética global. Esto es especialmente cierto a medida que se acerca el momento crítico de los avances.

Si se perfecciona y comercializa la fusión nuclear con láser, tiene el potencial de convertirse en la fuente de energía preferida, reemplazando las muchas fuentes de energía existentes y menos ideales. Esto se debe a que la fusión, si se realiza correctamente, proporciona energía limpia, segura y asequible a partes iguales. Estoy convencido de que las plantas de energía de fusión eventualmente reemplazarán a la mayoría de las plantas de energía convencionales y la infraestructura energética a gran escala relacionada que todavía es tan dominante en la actualidad. No habrá necesidad de carbón ni gas.

La optimización continua del proceso de fundición, que se traduce en mayores rendimientos y menores costos, promete una producción de energía muy por debajo del precio actual. En definitiva, esto corresponde a una fuente ilimitada de energía. Si tienes energía ilimitada, también tienes posibilidades ilimitadas. ¿Qué puedes hacer con eso? Planeo revertir el cambio climático eliminando el dióxido de carbono que hemos liberado a la atmósfera durante los últimos 150 años.

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Con un futuro mejorado por la tecnología de fusión, también podría utilizar energía para desalinizar el agua, creando recursos hídricos ilimitados que tendrían un gran impacto en las regiones áridas y desérticas. En general, la fusión contribuye a mejorar las sociedades, manteniéndolas sostenibles y limpias en lugar de depender de fuentes de energía destructivas y sucias y la infraestructura asociada.

A través de años de investigación dedicada en el Laboratorio Nacional Acelerador SLAC, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Instalación Nacional de Ignición, tuve el privilegio de ayudar y liderar los primeros experimentos de fusión por confinamiento inercial. He visto plantar y echar raíces la semilla de algo extraordinario. Nunca me había emocionado tanto como ahora al ver los frutos de la tecnología láser cosechados para el empoderamiento y el avance de la humanidad.

Mis compañeros científicos y estudiantes están comprometidos a mover la fusión del ámbito de la tangibilidad al de la realidad, pero eso requerirá un nivel de confianza y ayuda. Una pequeña inversión hoy tendrá un gran impacto en proporcionar una alternativa energética muy necesaria y más bienvenida en el escenario mundial.

Apuesto del lado del optimismo y la ciencia, y espero que otros tengan el coraje de hacerlo también.

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