Fusión inercial en EL PAÍS

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Telescopio
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Fusión inercial en EL PAÍS

Mensajepor Telescopio » 21 Jun 2006, 08:46

Hoy, en EL PAÍS:

http://www.elpais.es/articulo/futuro/fu ... fut_2/Tes/

La fusión inercial se abre a la ciencia civil

Dos superláser para estudiar la física de armas atómicas compiten por la primera ignición

FUTUROCLEMENTE ÁLVAREZ - Madrid
EL PAÍS - 21-06-2006

Conseguir desencadenar el proceso de fusión nuclear durante unos nanosegundos por medio de un potente láser lanzado contra algún miligramo de átomos de deuterio y tritio. Éste es el objetivo perseguido por dos gigantescos centros de experimentación que se construyen en estos momentos en California (EEUU) y Burdeos (Francia) -el National Ignition Facility (NIF) y el Laser Mégajoule (LMJ), respectivamente-, las principales instalaciones en el mundo dedicadas a la fusión inercial. Esta tecnología está menos desarrollada que la de confinamiento magnético (sobre la que se basa el futuro reactor experimental ITER) para intentar generar algún día energía eléctrica de forma comercial. Sin embargo, como quedó patente en la XXIX Conferencia Europea de la Interacción del Láser con la Materia, celebrada la semana pasada en Madrid, esta otra fusión no quiere quedarse atrás y el sector comienza a moverse. "Aunque la fusión de confinamiento magnético ha sido siempre más accesible, la inercial empieza a abrirse cada vez más", comentó Guenter Mank, director de la Sección de Física en la División de Ciencias Físico-químicas del Organismo Internacional para la Energía Atómica (OIEA).

Esto no ha sido siempre así, debido a una gran diferencia que separa de forma clara las instalaciones punteras de ambas tecnologías: Mientras el megaproyecto internacional del ITER cuenta con unos 10.000 millones de euros para demostrar en los próximos 30 años la viabilidad de una futura central de fusión dedicada ya a la generación eléctrica, las plantas de láser de California y Burdeos, con un coste de construcción de 2.500 millones de euros cada una, están todavía lejos de este horizonte y fueron diseñadas para un cometido muy distinto: la disuasión militar.

Pues, si bien estos centros intentan recrear las reacciones que se producen en el interior de las estrellas, esto se parece también mucho a lo que ocurre durante la explosión de una bomba termonuclear. Esta similitud permite estudiar la física de las armas atómicas sin tener que probarlas en detonaciones reales, algo desechado desde 1996 por el Tratado para la Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares.

"El objetivo, efectivamente, es que podamos mantener la disuasión y renovar de forma fiable nuestro arsenal nuclear, pero estas dos instalaciones únicas también están puestas a disposición de la comunidad científica para un gran número de experimentos y para el estudio de la producción de energía", comentó en Madrid el francés Didier Besnard, director del Programa de Simulación del Comisariado para la Energía Atómica (CEA) del que depende el LMJ. Junto a él se sentaba el estadounidense Erik Storm, director de Relaciones Internacionales del NIF, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, quien remató las palabras de su colega: "Lo que podemos hacer con el NIF o el LMJ es investigación básica, ya sea de física o militar. Está todavía muy lejos de una central de energía, pues se trata tan sólo de demostrar la capacidad de alcanzar simplemente la ignición y una pequeña ganancia de energía por fusión. Pero este es el primer paso para que algún día se pueda conseguir el resto. Hay que soñar".

Estas dos instalaciones láser son muy parecidas y la carrera por conseguir esta primera ignición está muy reñida. El NIF, cuya construcción está más avanzada (se encuentra al 86%), espera estar en disposición de alcanzar el objetivo en el año 2010, mientras que el LMJ fija la meta para 2012. Los dos físicos se miraron y rieron cuando se les preguntó por la competición entre los dos centros. "Claro que hay competición, pero amistosa. Somos los primeros interesados en unir nuestras fuerzas, pues esto no se ha hecho nunca antes en la Tierra y resulta extremadamente difícil", comentó Besnard. "Tenemos el mismo objetivo, la misma máquina, el mismo problema. Sería estúpido no colaborar", apuntó Storm.

Para lograr la fusión, los científicos de estos dos centros deben conducir con precisión extrema un pequeño láser inicial a través de unos 10.000 sistemas ópticos hasta amplificarlo unas 15.000 veces y alcanzar 1,8 millones de julios (de ahí el nombre de Mégajoule). Además, este láser tiene que ser descompuesto a su vez en unos 200 haces de luz (192 en el NIF y 240 en el LMJ) a lo largo de cientos de metros de unas instalaciones tan grandes como dos campos de fútbol, para converger después en una cámara de aluminio de 10 metros de diámetro en la que aguarda una pequeña cápsula con los isótopos de hidrógeno -deuterio y tritio- a 250 grado bajo cero. "Si se comprime suficientemente esta cápsula se pueden provocar reacciones de fusión; la dificultad estriba en encontrar un método para dirigir toda esta energía sobre los átomos de forma muy homogénea. Si no, ocurriría lo mismo que cuando se aprieta un globo con las manos y es que se deforma y una parte se expande hacia fuera", detalló Besnard, mientras Storm comenzó a dibujar sobre un papel algo parecido a un horno. "La técnica que utilizamos se llama de ataque indirecto y consiste en meter la cápsula en un pequeño contenedor cilíndrico de oro que será calentado por el láser a varios millones de grados como si fuese un microondas", aclaró el físico francés. "Hasta ahora no éramos capaces de producir tanta energía con un láser. Ahora ya sabemos cómo darle forma y amplificarlo, pero tampoco se trata de amplificarlo más y más, pues debe incidir de forma simétrica en el objetivo y no puede ser demasiado intenso para no romper las ópticas, lo que explica que haya que descomponerlo en 200 haces de luz".

El resultado de la hipotética fusión, tal y como lo explica Storm, sería la liberación de una gigantesca potencia. Eso sí, en unos fugaces nanosegundos. "Aunque la potencia sea enorme, en realidad la energía no es mucha", matizó el físico norteamericano, quien no tiene duda alguna: "En cinco o siete años habremos conseguido la primera ignición y habremos reproducido una pequeña estrella".

Otra cosa bien distinta es que esta recreación de una estrella sirva para generar más energía que la utilizada en la puesta en marcha del láser. No en vano, para alcanzar los cerca de 20 megajulios en la ignición, el láser que incida en la cápsula de combustible deberá haber llegado a casi los 2 megajulios y, para ello, la instalación necesitará haber captado antes de la red eléctrica unos 420 megajulios. "Estamos muy lejos de lograr una ganancia de energía, pero multiplicar la energía del láser por un factor 10 supone ya un auténtico hito", subrayó Besnard. "Lo esencial es dar este primer paso que demuestre la viabilidad científica de la fusión inercial", recalcó Storm. "Entonces comenzará un largo viaje de una veintena o una treintena de años para tratar de aprovecharlo en una central comercial. Y esto sólo si hay una decisión mundial de que se quiera intentar".

En el caso del National Ignition Facility y el Laser Mégajoule, la ignición será utilizada para estudiar la física de armas nucleares: ¿Hasta qué punto recrea una microexplosión de un arma atómica? Para el director del Programa de Simulación de CEA, no se puede comparar realmente con una bomba, pero sí que reproduce las condiciones físicas de éstas: "En una bomba nuclear, para llegar a fusionar los átomos ligeros, se requiere primero utilizar la fisión con plutonio: es la cerilla. En la fusión no tenemos esa cerilla, por eso necesitamos el láser e instalaciones enormes de hasta 300 metros de largo en los que amplificar su energía".

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