Damien JemisonLa Instalación Nacional de Ignición en California utiliza potentes láseres para provocar reacciones de fusiónEn las profundidades del desierto de Nevada en la década de 1980, Estados Unidos llevó a cabo una investigación secreta sobre armas nucleares. Entre los experimentos había un esfuerzo por ver si la fusión nuclear, la reacción que alimenta al sol, podía provocarse en la Tierra en un entorno controlado. Los experimentos fueron clasificados, pero era ampliamente conocido entre los físicos que los resultados habían sido prometedores. Ese conocimiento llamó la atención de dos jóvenes estudiantes de posgrado que trabajaban en el Laboratorio Nacional de Los Álamos a fines de la década de 2000, Conner Galloway y Alexander Valys. El laboratorio de Los Álamos se creó originalmente en 1943 como un sitio de alto secreto para desarrollar las primeras armas nucleares. El centro de investigación y desarrollo del gobierno estadounidense, que se encuentra cerca de Santa Fe (Nuevo México), es ahora un centro de investigación y desarrollo. «Cuando Alex y yo nos enteramos de las pruebas en Los Álamos, nuestra reacción fue: ‘¡Vaya, la fusión inercial ya ha funcionado!’. Se encendieron pastillas a escala de laboratorio, se clasificaron los detalles, pero se hizo público lo suficiente como para que supiéramos que se había logrado la ignición», afirma Galloway. La fusión nuclear es el proceso de fusión de núcleos de hidrógeno, que produce inmensas cantidades de energía. La reacción crea helio y no los residuos radiactivos de larga duración del proceso de fisión que se utilizan en las centrales nucleares existentes. Si se puede aprovechar la fusión, promete abundante electricidad, generada sin producir CO2. Esas pruebas de la década de 1980 llevaron al gobierno estadounidense a construir la Instalación Nacional de Ignición (NIF) en California, un proyecto para ver si las pastillas de combustible nuclear podían encenderse utilizando un láser potente. Después de más de una década de trabajo, a finales de 2022 los investigadores de la NIF lograron un gran avance. Los científicos llevaron a cabo el primer experimento de fusión controlada para producir más energía de la reacción que la suministrada por los láseres que la provocaron. Aunque los físicos de todo el mundo se maravillaron con ese avance, los científicos del NIF tardaron mucho más de lo esperado. «Estaban faltos de energía», dice Galloway. No quiere decir que necesitaran más tentempiés, sino que el láser del NIF sólo tenía la potencia suficiente para encender la pastilla de combustible. Galloway y Valys creen que unos láseres más potentes harán posible construir una reacción de fusión funcional que pueda suministrar electricidad a la red eléctrica. Para ello fundaron Xcimer, con sede en Denver. El NIF tuvo que conformarse con un láser que pudiera bombear dos megajulios de energía. Galloway y Valys planean experimentar con láseres que puedan suministrar hasta 20 megajulios de energía. «Creemos que entre 10 y 12 megajulios de energía». [megajoules] «Es el punto ideal para una planta de energía comercial», dice Galloway. Un rayo láser de este tipo golpearía la cápsula de combustible con un golpe poderoso. Sería como tomar la energía de un camión articulado de 40 toneladas que viaja a 60 mph y enfocarla en la cápsula de un centímetro durante unas pocas milmillonésimas de segundo. Los láseres más potentes permitirán a Xcimer utilizar cápsulas de combustible más grandes y simples que NIF, que tuvo dificultades para perfeccionarlas. Xcimer Conner Galloway (izquierda) y Alexander Valys, fundadores de la empresa de fusión Xcimer Xcimer se une a docenas de otras organizaciones en todo el mundo que intentan construir un reactor de fusión funcional. Hay dos enfoques principales. Destruir una pastilla de combustible con láseres cae dentro de la categoría de fusión por confinamiento inercial. La otra forma, conocida como fusión por confinamiento magnético, utiliza imanes potentes para atrapar una nube ardiente de átomos llamada plasma. Ambos enfoques tienen enormes desafíos de ingeniería que superar. En particular, ¿cómo se extrae el calor generado durante la fusión para poder hacer algo útil con él, como «Supongo que mi escepticismo se debe a que aún no he visto un diagrama conceptual convincente de cómo se gestiona el proceso de extracción de energía mientras se mantiene en marcha la reacción de fusión», dice el profesor Ian Lowe de la Universidad Griffith en Australia. Ha pasado su larga carrera trabajando en investigación y política energética. Si bien el profesor Lowe apoya el desarrollo de la tecnología de fusión, simplemente argumenta que un reactor de fusión en funcionamiento no llegará lo suficientemente rápido como para ayudar a reducir las emisiones de CO2 y abordar el cambio climático. «Mi preocupación es que incluso la visión más optimista es que tendríamos suerte si tuviéramos reactores de fusión comerciales para 2050. Y mucho antes de eso necesitamos haber descarbonizado el suministro de energía si no queremos derretir el planeta», dice. Otro desafío es que la reacción de fusión produce partículas de alta energía que degradarán el acero o cualquier otro material que recubre el núcleo del reactor. Getty ImagesEn los años 80 se llevaron a cabo pruebas secretas de fusión en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Los que trabajan en la industria de la fusión no niegan los desafíos de ingeniería, pero creen que se pueden superar. Xcimer planea utilizar una «cascada» de sal fundida que fluya alrededor de la reacción de fusión para absorber el calor. Los fundadores confían en que pueden disparar los láseres y reemplazar las cápsulas de combustible (una cada dos segundos) mientras mantienen ese flujo. El flujo de sal fundida también será lo suficientemente espeso como para absorber partículas de alta energía que podrían dañar el reactor. «Solo tenemos dos rayos láser relativamente pequeños que entran por cada lado [of the fuel pellet]»Por lo tanto, sólo se necesita un hueco en el flujo lo suficientemente grande para esos rayos, y así no hay que apagar y encender todo el flujo», dice el Sr. Valys. Pero, ¿cuán rápido pueden hacer que funcione un sistema de este tipo? Xcimer planea experimentar con los láseres durante dos años, antes de construir una cámara de destino, donde pueden apuntar a las pastillas de combustible. La etapa final sería el reactor en funcionamiento, que esperan que se conecte a la red eléctrica a mediados de la década de 2030. Para financiar la primera fase de su trabajo, Xcimer ha recaudado 100 millones de dólares (77 millones de libras esterlinas). El dinero se utilizará para construir una instalación en Denver y el prototipo del sistema láser. Se necesitarán cientos de millones de dólares más para construir un reactor en funcionamiento. Pero para los fundadores de Xcimer y otras empresas emergentes de fusión, la perspectiva de electricidad barata y libre de carbono es irresistible. «Ya sabes, cambiará la trayectoria de lo que es posible para el progreso de la humanidad», dice el Sr. Valys. Más Tecnología de Negocios