Un experimento realizado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, que cuenta con el láser más potente del mundo, devino en la creación de plasma ardiente a partir de la fusión nuclear.
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Puede resultar clave en la producción de energía autosustentable en el futuro.
Gracias a esto, las reacciones de fusión se convierten en la fuente dominante de calentamiento en el plasma, según explican los científicos en una publicación en Nature. No obstante, aún no superan los mecanismos de pérdida de energía.
El hito se alcanzó en noviembre de 2020 y febrero de 2021, en la Instalación Nacional de Ignición del Laboratorio Livermore, en California.
Los físicos Annie Kritcher y Chris Young fueron los autores principales de la investigación.
Un logro gigantesco para la fusión nuclear
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos de átomos ligeros, por lo general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, generalmente liberando partículas en el proceso.
“En estos experimentos logramos, por primera vez en cualquier instalación de investigación de fusión, un estado de plasma en llamas donde se emite más energía de fusión del combustible de la que se requería para iniciar las reacciones de fusión, o la cantidad de trabajo realizado en el combustible”, explicó Kritcher en un comunicado.
¿Cómo se logró el plasma en llamas?
A través de un proceso de retroalimentación de energía llamado autocalentamiento. Allí, el plasma de fusión se calienta a sí mismo.
Cuando la energía del autocalentamiento es dominante sobre la energía que sirvió para iniciar las reacciones de fusión, el plasma entra en un estado ardiente.
El equipo de científicos pudo entregar más de la energía láser inicial directamente al plasma de fusión, poniendo en marcha el proceso de quema.
El aprendizaje de los científicos que crearon el plasma ardiente
“Aprendimos dónde podíamos y no podíamos confiar en el modelado, y cuándo confiar en modelos semiempíricos”, señaló Kritcher. “También descubrimos que mantener la presión del conductor por más tiempo (vale decir, un pulso láser más largo) en relación con el tiempo que tarda el objetivo en ‘implosionar’ era importante para mantener una presión de plasma alta”.
“Sin esta presión y suficiente energía acoplada al plasma denso y caliente, no alcanzaríamos las condiciones extremas requeridas para una fusión significativa”, apunta la científica.
Esta nueva plataforma, según los investigadores, es ahora el “campamento base” para una fracción del trabajo programático en curso. “Todavía hay mucho trabajo por hacer”, afirma Kritcher, “y este es un momento muy emocionante para la investigación de la fusión”.
“Después de esta labor, el equipo mejoró aún más la eficiencia de hohiraum en ambas plataformas, aumentando la presión del punto calienta, lo que resultó en un mayor rendimiento y el experimento récord de 1.35 MJ HYBRID-E”.