En diciembre de 2022, la Instalación Nacional de Ignición de EE.UU. logró por primera vez, en más de 50 años de investigación, un «equilibrio» en la producción de energía de fusión nuclear. Esto significa que su reacción de fusión produjo más energía de la que consumió, marcando un punto fundamental en la demostración de la viabilidad de la fusión en laboratorio.

El equipo de la colaboración Indirect Drive ICF (fusión de confinamiento inercial) ha detallado este viaje en cinco estudios publicados en la revista Physical Review Letters. Puedes encontrarlos en los siguientes enlaces: 1, 2, 3, 4 y 5.

Fusión nuclear 

La fusión implica unir átomos para formar un átomo más grande, liberando energía en el proceso, un principio que impulsa el Sol y las estrellas. Este proceso ofrece la promesa de una fuente vasta y sostenible de energía limpia, sin el daño ambiental de los combustibles fósiles o los desafíos de los desechos radiactivos de la fisión nuclear.

Las reacciones de fusión realizadas son pasos hacia la replicación de la producción de energía del Sol en la Tierra, aunque en una escala minúscula. Debido a la falta de fuerzas gravitacionales comparables a las nuestra estrella, los métodos de fusión terrestre dependen de la generación de calor extremo. 

En el experimento, el calor fue proporcionado por una ráfaga de luz de 192 láseres de alta potencia, los cuales se dirigieron hacia una pequeña cápsula de combustible, propiciando condiciones más extremas que las del interior del Sol. Este proceso desencadenó la fusión de átomos de deuterio y tritio, dando lugar a la liberación de energía en forma de helio.

Así, los investigadores consiguieron producir 3,15 MJ de energía de salida, basándose en 2,05 megajulios (MJ) de energía de entrada. Esto demuestra una ganancia neta de energía considerable. Los estudios publicados detallan las mejoras progresivas que posibilitaron este avance, tales como la optimización de la mezcla de combustible, el perfeccionamiento del diseño de la cápsula y el aumento de la energía proporcionada por los láseres.

Importancia 

El avance ha validado el potencial de la investigación sobre la fusión y ha sentado las bases para futuros desarrollos. Experimentos posteriores han continuado superando los límites, como uno realizado a mediados de 2023 que logró una producción de energía de 3,88 MJ con la misma entrada de energía, marcando el rendimiento más alto hasta la fecha.

No obstante, la enorme cantidad de energía requerida para alimentar los láseres (500 billones de vatios) subraya los desafíos de eficiencia que deben superarse antes de que la fusión pueda convertirse en una fuente de energía viable.

Los expertos advierten que no se debe considerar la fusión nuclear como una solución inmediata a la crisis climática. Hacen falta décadas para desarrollar instalaciones comerciales de energía de fusión, mientras que la urgencia de reducir las emisiones es evidente. Aun así, podríamos estar ante una fuente de energía futura que complemente las tecnologías renovables existentes en la lucha contra el cambio climático.