Así funciona la fusión limpia: instrucciones para replicar la energía de las estrellas
Un experimento con láseres en EE UU alcanza un hito en el desarrollo de una tecnología para producir energía limpia y casi inagotable, pero la meta aún está lejos
En un hito para la fusión nuclear, un experimento con láseres en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California (EE UU), ha logrado producir más energía que la aportada por el rayo que desencadenó la fusión. Esto es lo que ha sucedido a nivel atómico en este experimento, que es un paso más para hacer realidad una fuente de energía abundante y sin emisiones de CO₂.
Así funciona la fusión nuclear
para generar energía limpia
1
192 láseres son disparados hacia un pequeño cilindro en el que hay una cápsula con átomos de hidrógeno en su interior.
Láser
Cilindro
(hohlraum)
1 cm
Cápsula con
átomos de
hidrógeno
2
El calor y la presión fuerzan la fusión de los isótopos de hidrógeno, emulando el mismo proceso que ocurre en el Sol y otras estrellas.
Láser
+
+
Isótopo 1
+
+
Isótopo 2
3
La fusión da lugar a un núcleo de helio. En el proceso, parte de la masa restante se convierte en energía.
+
Helio
+
+
Energía
+
Neutrón
Así funciona la fusión nuclear para generar energía limpia
Láser
Cilindro
(hohlraum)
1
192 láseres son disparados hacia un pequeño cilindro en el que hay una cápsula con átomos de hidrógeno en su interior.
1 cm
Cápsula con
átomos de
hidrógeno
Láser
+
2
El calor y la presión fuerzan la fusión de los isótopos de hidrógeno, emulando el mismo proceso que ocurre en el Sol y otras estrellas.
+
Isótopo 1
+
+
Isótopo 2
+
Helio
+
3
La fusión da lugar a un núcleo de helio. En el proceso, parte de la masa restante se convierte en energía.
+
+
Energía
Neutrón
Así funciona la fusión nuclear para generar energía limpia
Láser
Láser
Cilindro
(llamado hohlraum)
Isótopo 1
1 cm
Cápsula con
átomos de
hidrógeno
Isótopo 2
2
1
El calor y la presión fuerzan la fusión de dos isótopos de hidrógeno, emulando el mismo proceso que ocurre en el Sol y otras estrellas.
192 láseres son disparados hacia un pequeño cilindro en el que hay una cápsula con átomos de hidrógeno en su interior.
Helio
3
La fusión da lugar a un núcleo de helio. En el proceso, parte de la masa restante se convierte en energía.
Energía
Neutrón
El disparo simultáneo de 192 potentes láseres contra una cápsula más pequeña que la uña del meñique genera una temperatura de tres millones de grados y una enorme presión que permite que los átomos de hidrógeno superen su repulsión natural y se unan para formar átomos de helio liberando energía en el proceso, como sucedería en las estrellas. Tanto el rayo como la liberación de energía duran una fracción de segundo.
Aunque la energía que llegó del láser a la cápsula con el hidrógeno es menor que la producida por la fusión, la energía necesaria para producir ese rayo, por la ineficiencia de los láseres empleados, aún es mucho mayor que la generada por la unión de los núcleos de hidrógeno.
Instalaciones necesarias
para generar la fusión
1
Para conseguir la fusión, 192 rayos láser recorren un entramado de amplificadores y espejos de 1.500 metros para aumentar su potencia.
Cámara
de destino
2
En microsegundos los rayos láser multiplican su energía millones de veces y son conducidos a la cámara de destino.
Cámara
de destino
Cilindro
(hohlraum)
3
En la cámara de destino los láser son transformados en energía ultravioleta y dirigidos al objetivo: un cilindro hueco llamado hohlraum donde fusionarán los átomos de hidrógeno.
Cilindro
(hohlraum)
1 cm
Cápsula con
átomos de
hidrógeno
Instalaciones necesarias para generar la fusión
1
Para conseguir la fusión, 192 rayos láser recorren un entramado de amplificadores y espejos de 1.500 metros para aumentar su potencia.
California
CALIFORNIA
EE UU
Laboratorio
San Francisco
Laboratorio Nacional
Lawrence Livermore
50 km
250 metros
Cámara
de destino
2
3
En microsegundos los rayos láser multiplican su energía millones de veces y son conducidos a la cámara de destino.
En la cámara de destino los láser son transformados en energía ultravioleta y dirigidos al objetivo: un cilindro hueco llamado hohlraum donde fusionarán los átomos de hidrógeno.
Cámara
de destino
Cilindro
(hohlraum)
1 cm
Cilindro
(hohlraum)
Cápsula con
átomos de
hidrógeno
Instalaciones necesarias para generar la fusión
1
Para conseguir la fusión, 192 rayos láser recorren un entramado de amplificadores y espejos de 1.500 metros para aumentar su potencia.
California
CALIFORNIA
Laboratorio Nacional
Lawrence Livermore
EE UU
Laboratorio
San Francisco
50 km
250 metros
El objetivo de este laboratorio de 250 metros es recrear las mismas condiciones de presión y temperatura que se producen en el interior del sol y las estrellas.
Cámara
de destino
2
3
En la cámara de destino los láser son transformados en energía ultravioleta y dirigidos al objetivo: un cilindro hueco llamado hohlraum donde fusionarán los átomos de hidrógeno.
En microsegundos los rayos láser multiplican su energía millones de veces y son conducidos a la cámara de destino.
Cámara
de destino
Cilindro
(hohlraum)
1 cm
Cilindro
(hohlraum)
Cápsula con
átomos de
hidrógeno
Para hacerse una idea de la cantidad de energía que puede producir la fusión nuclear si se superan los amplios obstáculos técnicos que aún existen, de un litro de agua se podría extraer, aproximadamente, la misma cantidad de energía que de 300 litros de petróleo.
A diferencia de la fisión, que lanza neutrones a átomos muy pesados como los del uranio para partirlos y liberar energía, la fusión une átomos ligeros con el mismo objetivo. En el primer caso, además de energía, se producen grandes cantidades de material radiactivo que en algunos casos puede ser peligroso durante milenios. En el caso de la fusión, los neutrones liberados en la operación contaminarían los materiales del reactor. La gestión de esos residuos sería más sencilla, aunque requeriría guardarlos durante alrededor de un siglo.
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