Después de décadas de intentos fallidos, los científicos creen que finalmente están más cerca de lograrlo. fusión nuclear a la escala necesaria para producir abundante energía limpia.
Avances recientes en laboratorios de Estados Unidos y Reino Unido
Varios éxitos recientes han hecho que los expertos en energía se sientan optimistas sobre el futuro del fusión nuclear, aunque algunos creen que todavía estamos lejos de lograr la fusión a escala comercial. Sin embargo, los logros observados en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en EE.UU y otros laboratorios de todo el mundo han animado a las empresas a invertir fuertemente en el sector.
En agosto pasado, científicos de EE.UU logró un aumento neto de energía en una reacción de fusión por segunda vez en el Instalación Nacional de Ignición (NIF) en California. Esto marcó un avance importante en la tecnología nuclear. La reacción de fusión produjo 3,15 megajulios de energía, más que el primer intento exitoso. A principios de este año, los científicos del laboratorio CHORRO en eso Reino Unido Lograron una mayor producción de energía a través de un proceso de fusión que nunca antes. Este logro se produjo durante el experimento final del laboratorio después de cuatro décadas de investigación sobre la fusión.
Si bien esto es prometedor, los científicos se apresuran a enfatizar que esto no significa que estemos cerca de lograr la fusión nuclear a escala comercial. Dra. Aneeqa Khan, investigadora de fusión nuclear en el Universidad de Mánchester, explicó: “Para que los átomos se fusionen en la Tierra, necesitamos temperaturas diez veces más altas que las del Sol, alrededor de 100 millones de grados Celsius, y necesitamos una densidad de átomos suficientemente alta y durante un tiempo suficiente”. El experimento de laboratorio CHORRO Produjo 69 megajulios de energía en cinco segundos, equivalente a la energía de unos cuatro o cinco baños calientes. Esto significa que los investigadores aún están lejos de lograr los resultados necesarios para desarrollar plantas de energía de fusión. Sin embargo, este logro acerca a la industria un paso más al objetivo de la fusión.
Comparación entre fisión nuclear y fusión nuclear
La fisión nuclear, el proceso de energía nuclear que se utiliza hoy en día, ocurre cuando un neutrón choca con un átomo más grande, lo que lo obliga a excitarse y dividirse en dos átomos más pequeños. También se liberan neutrones adicionales, lo que puede iniciar una reacción en cadena. Cuando cada átomo se divide, libera una gran cantidad de energía. El uranio y el plutonio se utilizan para alimentar reactores nucleares porque son fáciles de poner en marcha y controlar. La energía liberada en estos reactores, mediante fisión, calienta el agua para convertirla en vapor, que se utiliza para hacer girar una turbina y producir electricidad libre de carbono.
Por el contrario, la fusión nuclear es el proceso que impulsa a las estrellas. Se puede lograr calentando y forzando la unión de partículas diminutas para crear una más pesada, que libera energía. Si los científicos pueden descubrir cómo llevar este proceso a niveles comerciales con éxito, se podrían producir grandes cantidades de energía limpia sin emisiones de carbono. También ofrecería una fuente mucho más estable de energía limpia que la energía eólica y solar.
Si bien la mayoría de los científicos coinciden en que todavía estamos muy lejos de lograr la fusión en la escala necesaria para alimentar una planta nuclear, eso no desalienta a las empresas a invertir fuertemente en el sector. En 2023, microsoft firmó un acuerdo de compra de energía con Energía de helioque afirma que la energética proporcionará al gigante tecnológico energía de fusión en unos cinco años. helio Espera poner en funcionamiento una planta para 2028, con el objetivo de generar 50 MW de energía. Sólo 1 MW es suficiente para abastecer a unos 1.000 hogares en EE.UU por un día.
Helion Energy y su máquina de séptima generación, Polaris
helio espera que su máquina de séptima generación, estrella polar, entrará en funcionamiento el próximo año para proporcionar electricidad utilizando tecnologías de imanes pulsados de alta potencia para lograr la fusión. Fue la primera empresa privada en alcanzar los 100 millones de grados centígrados y tiene grandes esperanzas de escalar su tecnología. David Kirtley, fundador y director ejecutivo de heliodeclaró: “Cincuenta megavatios es un gran primer paso hacia la fusión a escala comercial, y las ganancias se reinvierten en el desarrollo de más plantas de energía y en llevar la fusión a la red tanto en EE.UU tan internacionalmente lo más rápido posible”.
helio Hasta ahora ha recaudado 612 millones de dólares en capital de riesgo, con el potencial de recaudar 1.800 millones de dólares adicionales en financiación si cumple los plazos prometidos. Ha recibido otros $8,97 millones en subvenciones federales. AbiertoAI También ha invertido mucho en helio, alrededor de 375 millones de dólares hasta la fecha. Este mes, el director ejecutivo y cofundador de AbiertoAISam Altman, supuestamente inició conversaciones con helio en la compra de electricidad generada por fusión para sus centros de datos.
Altman afirmó en el foro Economico Mundial en Davos a principios de este año: “No hay manera de llegar allí sin un gran avance… Necesitamos fusión o energía solar radicalmente más barata con almacenamiento o algo a escala masiva”. Si bien existe un gran entusiasmo en torno al potencial de producir abundante energía limpia a través de la fusión nuclear, y esto sin duda requerirá mucho financiamiento, las empresas podrían adelantarse al firmar acuerdos de compra de energía.
Las perspectivas a largo plazo de la fusión nuclear comercial
Existe un consenso general entre los científicos de que es poco probable que logremos la fusión nuclear a escala comercial hasta la segunda mitad del siglo. Los investigadores han predicho repetidamente que la fusión estará disponible dentro de 20, 30 o 50 años durante las últimas décadas, sin manera real de saber cuánto tiempo llevará. Steven Cowley, director del Laboratorio de Física del Plasma de Princetonexplica: “Supongamos que tenemos una planta piloto en funcionamiento a finales de la década de 2030, aunque eso sería rápido”, es poco probable que una planta de este tipo sea un modelo para la comercialización y, por lo tanto, dice, “creo que” tendríamos otra etapa de unos 10 años desde una planta piloto hasta el primer reactor comercial”.
A pesar de los desafíos y la incertidumbre que rodean el desarrollo de la fusión nuclear, los avances recientes y la creciente inversión en el sector indican que se está tomando en serio la posibilidad de una futura fuente de energía limpia. Con una colaboración e inversión internacionales continuas en investigación y desarrollo, la promesa de la fusión nuclear algún día podría convertirse en una realidad tangible. Hasta entonces, la industria y los científicos deben seguir trabajando juntos para superar los obstáculos técnicos y financieros que aún quedan por delante.
