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| El 8 de agosto de 2021, un experimento en la National Ignition Facility puso a los investigadores en el umbral de la ignición de la fusión, logrando un rendimiento de más de 1,3 megajulios, una mejora de 8 veces respecto a los experimentos realizados en la primavera de 2021 y un aumento de 25 veces respecto al rendimiento récord de la NIF en 2018. Crédito: John Jett, LLNL. |
El 8 de agosto de 2021, un experimento en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) dio un paso significativo hacia la ignición, logrando un rendimiento de más de 1,3 megajulios (MJ). Este avance sitúa a los investigadores en el umbral de la ignición por fusión, un importante objetivo de la NIF, y abre el acceso a un nuevo régimen experimental.
El experimento fue posible gracias a la focalización de la luz láser del NIF -del tamaño de tres campos de fútbol- en un blanco del tamaño de un balón de fútbol que produce un punto caliente del diámetro de un cabello humano, generando más de 10 cuatrillones de vatios de potencia de fusión durante 100 trillonésimas de segundo.
"Estos extraordinarios resultados del NIF hacen avanzar la ciencia de la que depende la NNSA para modernizar nuestras armas nucleares y su producción, además de abrir nuevas vías de investigación", dijo Jill Hruby, subsecretaria de Seguridad Nuclear del DOE y administradora de la NNSA.
La misión central del NIF es proporcionar conocimientos y datos experimentales para el Programa de Administración de Arsenales de la NNSA, basado en la ciencia. Los experimentos en busca de la ignición por fusión son una parte importante de este esfuerzo. Proporcionan datos en un régimen experimental importante al que es extremadamente difícil acceder, ampliando nuestra comprensión de los procesos fundamentales de la ignición y la combustión de la fusión y mejorando nuestras herramientas de simulación para apoyar la administración de las reservas. La ignición por fusión es también una importante puerta de entrada para permitir el acceso a altos rendimientos de fusión en el futuro.
"Este resultado es un paso histórico para la investigación de la fusión por confinamiento inercial, que abre un régimen fundamentalmente nuevo para la exploración y el avance de nuestras misiones críticas de seguridad nacional. También es un testimonio de la innovación, el ingenio, el compromiso y la valentía de este equipo y de los muchos investigadores de este campo que, durante décadas, han perseguido firmemente este objetivo", dijo el director del LLNL, Kim Budil. "Para mí, esto demuestra una de las funciones más importantes de los laboratorios nacionales: nuestro incesante compromiso de abordar los mayores y más importantes grandes retos científicos y encontrar soluciones allí donde otros podrían verse disuadidos por los obstáculos".
Si bien la interpretación científica completa de estos resultados se producirá a través del proceso de revistas/conferencias revisadas por pares, el análisis inicial muestra una mejora de 8 veces con respecto a los experimentos realizados en la primavera de 2021 y un aumento de 25 veces con respecto al rendimiento récord de NIF en 2018.
"Lograr el acceso experimental a la combustión termonuclear en el laboratorio es la culminación de décadas de trabajo científico y tecnológico que se extiende a lo largo de casi 50 años", dijo el director del Laboratorio Nacional de Los Álamos, Thomas Mason. "Esto permite realizar experimentos que comprobarán la teoría y la simulación en el régimen de alta densidad de energía de forma más rigurosa que nunca antes y permitirá alcanzar logros fundamentales en la ciencia y la ingeniería aplicadas".
El experimento se basó en varios avances obtenidos a partir de los conocimientos desarrollados durante los últimos años por el equipo del NIF, entre los que se incluyen nuevos diagnósticos; mejoras en la fabricación del objetivo en el hohlraum, la cubierta de la cápsula y el tubo de relleno; una mayor precisión del láser; y cambios en el diseño para aumentar la energía acoplada a la implosión y la compresión de la misma.
"Este importante avance solo ha sido posible gracias al apoyo sostenido, la dedicación y el duro trabajo de un equipo muy numeroso durante muchas décadas, incluidos los que han apoyado el esfuerzo en el LLNL, los socios industriales y académicos y nuestros colaboradores del Laboratorio Nacional de Los Álamos y los Laboratorios Nacionales de Sandia, el Laboratorio de Energía Láser de la Universidad de Rochester y General Atomics", dijo Mark Herrmann, subdirector del programa de Física Fundamental de Armas del LLNL. "Este resultado se basa en el trabajo y los éxitos de todo el equipo, incluidas las personas que persiguieron la fusión por confinamiento inercial desde los primeros días de nuestro Laboratorio. Ellos también deberían compartir la emoción de este éxito".
De cara al futuro, el acceso a este nuevo régimen experimental inspirará nuevas vías de investigación y ofrecerá la oportunidad de comparar los modelos utilizados para comprender la proximidad de la ignición. Los planes para repetir los experimentos están muy avanzados, aunque tardarán varios meses en ejecutarse.