Un gran avenç en fusió nuclear
El desembre de 2022 els Estats Units van anunciar un gran avenç en fusió nuclear, una via de futur per aconseguir energia abundant i no contaminant. Malgrat tot, segueix havent-hi interrogants sobre aquesta fita.
Sí, però caldrà seguir treballant
Científics nord-americans i el Govern dels EUA van anunciar el 13 de desembre de 2022 l’assoliment d’una nova fita en el camp de la fusió nuclear.
L’anunci se centrà en uns experiments duts a terme al Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), de Califòrnia, que depèn de la Secretaria d’Estat d’Energia i on es troba la National Ignition Facility (NIF), el sistema de làsers més gran del món.
El 5 de desembre de 2022, els investigadors de l’LLNL van apuntar amb 192 feixos de làser un objectiu, un hohlraum de la mida d’un didal, on hi havien introduït una petita càpsula de diamant que contenia isòtops d’hidrogen.
El hohlraum que allotja l’objectiu emprat el 5 de desembre de 2022 per atènyer la ignició de fusió a la National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory (© LLNL)
Segons l’equip, els làsers van produir una temperatura propera als 150 milions de graus, provocant així la fusió de l’hidrogen. Amb aquesta fusió, l’equip de l’LLNL diu que es van generar aproximadament 3,15 megajoules d’energia, enfront els 2,05 MJ d’energia proporcionada als làsers.
I aquesta és la fita tècnica històrica de què la secretària d’Energia dels Estats Units, Jennifer Granholm, va parlar a la presentació del 13 de desembre de 2023: per primer cop des que es duu a terme recerca en fusió nuclear, fa una setantena d’anys, es va aconseguir produir més energia que la necessària per provocar la reacció de fusió.
Ara bé: per activar els làsers van caldre 300 MJ de la xarxa elèctrica, de manera que l’operació va ser, globalment, deficitària energèticament. Tanmateix, els científics de l’LLNL asseguren que aquest problema s’acabarà resolent: llurs càlculs apunten que amb un sistema de làsers a gran escala seria possible atènyer un rendiment energètic net d’alguns centenars de megajoules.
La cambra on es van emprar els 192 feixos de làser per assolir la ignició de fusió (© LLNL)
Malgrat aquesta reserva, la fusió nuclear segueix sent considerada l’energia del futur, amb avantatges potencials com ara la no emissió de CO2, la quantitat reduïda de residus radioactius que genera en comparació amb la fissió nuclear, i el baix risc d’accidents nuclears –ja que en principi alguna fallada en el sistema de producció de fusió o en el confinament magnètic del plasma només resultaria en l’aturada de la reacció de fusió.
Tanmateix, probablement encara caldran dècades per fer que aquesta alternativa a la producció energètica actual esdevingui viable i rendible a escala industrial, segons reconeixen els experts en la matèria, començant per la mateixa directora de l’LLNL, Kim Budil, que estima no obstant que es trigarà menys de cinquanta anys a aconseguir un factor d’entre 30 i 50 entre energia subministrada i energia produïda (enfront l’1,5 obtingut en l’experiment del 5 de desembre de 2022, recordem-ho).
Caldrà, per assolir l’escala industrial, capacitat per dur a terme l’actuació de l’LLNL diverses vegades per segon. A més, també hi ha la qüestió de la producció del combustible, sobretot el triti (T, 3H), un isòtop de l’hidrogen que pel seu període de desintegració relativament curt, d’uns dotze anys, no s’ha acumulat mai geològicament a la Terra.
Això sí, almenys arran de l’actuació de l’LLNL estatunidenc és esperable una acceleració del finançament de les actuacions de recerca i desenvolupament en fusió nuclear arreu del món, tant en la seva modalitat de confinament inercial amb làsers (com en el cas de l’LLNL) com en la modalitat de confinament magnètic (per exemple la que fa servir l’ITER, del qual us parlàrem al Butlletí núm. 30).
Autors
Redactat per: Alfonso Martínez Jaume
Per saber-ne més: Lawrence Livermore National Laboratory
