Los científicos lograron la fusión nuclear autosuficiente… pero ya no pueden replicarla: ScienceAlert
Les scientifiques ont confirmé que l’année dernière, pour la première fois en laboratoire, ils ont obtenu une réaction de fusion qui s’auto-perpétue (au lieu de s’éteindre) – nous rapprochant de la reproduction de la réaction chimique qui alimente el sol.
Sin embargo, no saben exactamente cómo recrear la experiencia.
fusión nuclear ocurre cuando dos átomos se combinan para crear un átomo más pesado, liberando una enorme explosión de energía en el proceso.
Este es un proceso que a menudo se encuentra en la naturaleza, pero es muy difícil de replicar en el laboratorio porque requiere un entorno de alta energía para mantener la reacción.
El sol genera energía utilizando la fusión nuclear: rompiendo los átomos de hidrógeno para crear helio.
Supernovas, soles en explosión, también aprovechar la fusión nuclear por sus fuegos artificiales cósmicos. El poder de estas reacciones es lo que crea moléculas más pesadas como el hierro.
Sin embargo, en los entornos creados por el hombre aquí en la Tierra, el calor y la energía tienden a escapar a través de mecanismos de enfriamiento como la radiación de rayos X y la conducción de calor.
Para hacer de la fusión nuclear una fuente de energía viable para los humanos, los científicos primero deben lograr lo que se llama «encendido», donde los mecanismos de autocalentamiento superan todas las pérdidas de energía.
Una vez que se ha obtenido la ignición, la reacción de fusión es autosostenida.
En 1955, el físico John Lawson creó el conjunto de criterios, ahora conocidos como «criterios de ignición de tipo Lawson», para ayudar a reconocer cuándo se produjo esta ignición.
La ignición de las reacciones nucleares suele ocurrir en entornos extremadamente intensos, como supernovas o armas nucleares.
Los investigadores de la Instalación Nacional de Ignición del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California han pasado más de una década perfeccionando su técnica y han ahora confirmado que el experimento histórico realizado el 8 de agosto de 2021 en realidad produjo la primera ignición exitosa de una reacción de fusión nuclear.
En un análisis reciente, el experimento de 2021 se juzgó según nueve versiones diferentes del criterio de Lawson.
«Esta es la primera vez que superamos el criterio de Lawson en el laboratorio», dijo la física nuclear Annie Kritcher de la Instalación Nacional de Ignición. científico nuevo.
Para lograr este efecto, el equipo colocó una cápsula de combustible de tritio y deuterio en el centro de una cámara de uranio empobrecido revestida de oro y disparó 192 láseres de alta energía para crear un baño de rayos X intensos.
El ambiente intenso generado por las ondas de choque dirigidas hacia el interior creó una reacción de fusión autosostenida.
En estas condiciones, los átomos de hidrógeno se fusionaron, liberando 1,3 megajulios de energía por 100 billonésimas de segundo, o 10 cuatrillones de vatios de potencia.
Durante el año pasado, los investigadores intentaron replicar el resultado en cuatro experiencias similarespero solo logró producir la mitad de la producción de energía producida en el experimento récord inicial.
El encendido es muy sensible a pequeños cambios apenas perceptibles, como las diferencias en la estructura de cada cápsula y la intensidad de los láseres, explica Kritcher.
«Si comienzas desde un punto de partida microscópicamente peor, eso se traduce en una diferencia mucho mayor en la eficiencia final del combustible». dijo físico de plasma Jeremy Chittenden en el Imperial College de Londres. «El experimento del 8 de agosto fue el mejor de los casos».
El equipo ahora quiere descubrir qué se necesita exactamente para encender el motor y cómo hacer que la experiencia sea más resistente a pequeños errores. Sin este conocimiento, el proceso no puede ampliarse para crear reactores de fusión que puedan alimentar ciudades, que es el objetivo final de este tipo de investigación.
«No querrás estar en una posición en la que absolutamente tengas que hacer todo bien para encender el motor», dice Chittenden.
Este artículo fue publicado en Cartas de examen físico.
