Gran pas per a la fusió nuclear 'rendible'

Gran pas per a la fusió nuclear. Investigadors nord-americans han aconseguit per primera vegada que un experiment de fusió nuclear produís més energia que la necessària per posar-lo en marxa, un pas prometedor cap al desenvolupament d'una nova font energètica neta, ja que no genera residus, i il·limitada, ja que el seu combustible és l'hidrogen, un dels components de l'aigua.

L'experiment, extraordinàriament fugaç, es va realitzar el novembre passat a la National Ignition Facility (NIF), una infraestructura d'investigació del Govern dels Estats Units amb grans aplicacions en el sector militar, però no s'ha donat a conèixer fins a comprovar l'exactitud de les dades. Els detalls de la investigació s'han publicat a la revista 'Nature'.

El que pretén la fusió nuclear, que no s'ha de confondre amb la fissió emprada pels reactors nuclears i les bombes atòmiques, és reproduir en un espai controlat les reaccions que es produeixen en el Sol i altres estrelles mitjançant la fusió per calor de dos nuclis atòmics.

L'ITER, la gran infraestructura internacional que es construeix a Cadarache (França), i la NIF, situada en Livermore (Califòrnia), tenen el mateix objectiu, aconseguir una fusió nuclear rendible energèticament, però el mètode difereix completament, explica Javier Dies, catedràtic de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). El mètode de la NIF es coneix com a confinament inercial.

Per aconseguir les temperatures necessàries per a la fusió, els científics nord-americans van bombardejar amb 192 raigs làser un cilindre d'or de dos mil·límetres de diàmetre que contenia a l'interior una microesfera de combustible (un plasma de deuteri i triti, dos isòtops de l'hidrogen). Els làsers havien estat condicionats perquè es comprimissin i ocupessin el diàmetre d'un cabell. Els feixos van provocar una implosió, cosa equivalent a reduir una pilota de beisbol a la mida d'un pèsol.

Temperatura: 100 milions de graus

Com a conseqüència, i durant una milmilionèsima de segon, la regió central del cilindre va arribar a temperatures d'uns 100 milions de graus. Això va provocar que els isòtops d'hidrogen es fusionessin fins a donar lloc a un nucli d'heli i un neutró.

Durant aquell breu període, la reacció va alliberar l'equivalent a l'energia emmagatzemada en dues bateries AA, unes piles estàndard (uns 17.000 joules). Tot i ser una energia modesta, segons han explicat els investigadors, l'alliberament d'energia va ser més important que l'energia absorbida pel combustible, estimada entre 9.000 i 12.000 joules.

"Una cosa és produir energia de fusió, que l'experiment Jet ja havia aconseguit, i una altra és ser autosuficient", prossegueix Dies. Jet va arribar a produir 16 megawatts, però a base de subministrar molta més energia. ITER, que no començarà a funcionar fins al 2020, "aspira a consumir 50 megawatts i a tornar-ne 500", explica el catedràtic de la UPC.

"Això és el més a prop possible que s'ha arribat" al somni de generar energia viable resultant d'una fusió, ha dit Omar Hurricane, cap de l'equip que va realitzar l'estudi a la NIF, del Lawrence Livermore Laboratory.

Només la ignició

L'energia és 10 vegades superior a la prèviament aconseguida, però els autors recorden que no es va tractar d'una reacció sostinguda, el tan buscat moment de la "ignició" o encesa.

"Només una mica de l'1% de l'energia que utilitzem amb el làser acaba en el combustible, o fins i tot menys", va dir la coautora de l'estudi, Debbie Callahan. "Hi ha molt terreny per seguir progressant". El mètode necessita ser afinat i el rendiment s'ha de millorar unes 100 vegades "abans que puguem arribar al punt d'ignició", ha afegit Hurricane.

Notícies relacionades

Dues grans línies d'investigació per a un mateix objectiu

La fusió, una energia d'origen militar

"No sabem quan arribarem a la ignició. Estem treballant com bojos per aconseguir-ho. Els nostres coneixements teòrics ens diuen que si seguim empenyent en aquesta direcció, tenim una possibilitat", ha afegit Hurricane.

L'encesa també requereix autopropagació, segons la qual les primeres partícules fusionades causen la calor i la pressió necessàries per generar-ne altres, i crear així noves partícules i millorar el rendiment.