El avance histórico en la fusión nuclear es algo realmente digno de celebrarse
The interior of the Lawrence Livermore National Laboratory’s laser-based inertial confinement fusion research facility in 2012. (AFP/Lawrence Livermore National Laboratory) (Handout/AFP/Getty Images)
Conozco todas las razones por las que se supone que no debemos alucinar con la noticia de que científicos del gobierno estadounidense acaban de lograr un gran avance en la fusión nuclear.
Claro, sus datos sugieren que, por primera vez, hemos logrado la «ignición»: una reacción de fusión que se propaga, produciendo más energía de la que se necesitó para iniciar el proceso. Pero estos resultados deben confirmarse, ya que no sería la primera vez que unos datos erróneos suscitan falsas esperanzas sobre la fusión.
Suponiendo que los científicos alcanzaran la ignición, para llegar a ella incluso durante una trillonésima de segundo se necesitó un conjunto de 192 láseres tan grande que el edificio donde se alojan tiene 10 pisos de altura y tres campos de fútbol de longitud. Los láseres se centraron en una pequeña pastilla de combustible compuesta por isótopos raros de hidrógeno que no es fácil fabricar en grandes cantidades. Y la reacción resultante sólo generó un 20% más de energía de la que absorbió, una cifra que ni siquiera tiene en cuenta la energía que se desperdició antes de alcanzar el objetivo, ni la considerable inversión energética que supuso construir y poner en funcionamiento el mega conjunto de láseres.
Esto está muy lejos del sueño de una energía nuclear segura (¡sin preocupaciones sobre qué hacer con las barras de combustible gastadas!) y tan abundante que será «demasiado barata para medirla». Los científicos llevan persiguiendo este sueño desde los años 50, tanto tiempo que se ha convertido en un chiste mordaz: «La fusión es la energía del futuro… y siempre lo será». Por ahora, ese viejo dicho sigue siendo cierto; la reacción tendría que generar cientos o miles de veces más energía de la que entra en ella para empezar a ser una fuente de energía económica. Los obstáculos para conseguirlo son enormes, posiblemente el proyecto de ingeniería más complicado que la humanidad haya emprendido jamás.
Así que probablemente sea prematuro bailar en bata por toda la casa, cantando «Energía limpia y verde para todos», pero… no, en realidad, vamos a bailar de felicidad de todos modos. Los científicos han logrado una ganancia neta de energía a partir de una reacción de fusión. Esta es potencialmente la mayor noticia de la década.
Como ya habrán oído, estamos literalmente hecho de polvo de estrellas. La mayoría de los átomos de tu cuerpo se forjaron en el núcleo de algún antiguo sol, al fusionarse elementos más ligeros con otros más pesados; somos los supervivientes vicarios del fuego estelar y las supernovas. Ahora nuestra especie fabrica estrellas, diminutas y muy efímeras, pero estamos avanzando hacia el dominio del mismo proceso que creó nuestro mundo. Este cambio de producto a productor sería maravilloso incluso si no albergara la esperanza de una revolución energética tan profunda como el paso de los caballos de fuerza a los combustibles fósiles.
No intentaré esbozar hasta qué punto una energía limpia, constante, fiable e indefinidamente renovable podría transformar la sociedad. No podría predecirlo, de la misma manera que los eruditos del siglo XVIII que jugueteaban con tarros de Leyden no podrían haber predicho las tortas heladas y los influenciadores de las redes sociales. Pero la energía que acabaron desatando -junto con la de sus compañeros que jugueteaban con máquinas de vapor- hizo posible el mayor periodo de florecimiento de la humanidad.
En los tres siglos transcurridos desde que Thomas Newcomen puso en marcha su primitiva máquina de vapor en una mina de Staffordshire, Inglaterra, pasamos de un mundo en el que la persona media vivía al nivel de subsistencia y la mitad de los niños morían antes de llegar a la edad adulta a otro en el que la mayoría de los niños sobreviven hasta cumplir los 15 años y acaban por término medio más sanos, mejor alimentados, más lujosamente entretenidos y más cómodos que un rey medieval. Obviamente, el viaje de la pobreza a la abundancia se vio impulsado por muchos avances tecnológicos, pero todos ellos -desde el desarrollo de fármacos hasta las líneas de fibra óptica y las plantas de tratamiento de agua- fueron posibles únicamente porque una nueva fuente de energía proporcionaba mucho más de lo que el músculo humano o animal podía conseguir.
Como señala Andrew McAfee en su libro «More From Less» (Más con menos), de 1800 a 1970, el producto interior bruto de Estados Unidos y su consumo de energía aumentaron casi a la par. Con el tiempo se desacoplaron, en parte porque los costes de quemar hidrocarburos nos obligaron a buscar formas de economizar. Pero, ¿y si no tuviéramos que economizar? ¿Qué podría hacer la humanidad por sí misma y por el planeta?
¿Resolver nuestros problemas de agua con una desalinización de bajo coste? ¿Limpiar el aire de carbono y otros contaminantes? ¿Llevar a todo el mundo al nivel de vida occidental -y más allá- sin preocuparse por el coste medioambiental?
Cualquiera que sea la respuesta, significa una vida más fácil y mejor, con más posibilidades para el florecimiento humano.
Sí, los resultados del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore están lejos de un reactor de fusión operativo. Y es posible que el método de este equipo, uno de varios, no sea el que finalmente conduzca a una red alimentada por fusión, si es que algún día llegamos a conseguirlo.
Pero así es como funciona la innovación. Cuando Thomas Edison salió de su laboratorio con una bombilla que funcionaba, habían pasado cientos de años desde los primeros experimentos científicos con electricidad, y pasarían muchos años más antes de que las ciudades resplandecieran con luz eléctrica.
El progreso humano es la historia de una serie de fracasos y de éxitos parciales que, a lo largo de los siglos, se convierten en milagros. Si los resultados de Livermore se mantienen, la humanidad habrá dado un gran paso hacia el aprovechamiento del poder de las estrellas. No importa cuánto dure el viaje, podemos maravillarnos de su audacia y de lo lejos que hemos llegado.
Megan McArdle es columnista del Washington Post y autora de «The Up Side of Down: Why Failing Well Is the Key to Success».
Traducción: Marcos Villasmil
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NOTA ORIGINAL:
The Washington Post
Historic advance in nuclear fusion is truly something to celebrate
I know all the reasons we’re not supposed to freak out about the news that U.S. government scientists just reached a major breakthrough in nuclear fusion.
Sure, their data suggests that for the first time, we have achieved “ignition” — a fusion reaction that propagates, producing more energy than it took to start the process. But these results need to be confirmed, since this wouldn’t be the first time that bad data raised false hopes about fusion.
Assuming these scientists did reach ignition, getting there for even a trillionth of a second required an array of 192 lasers so huge that the building where they’re housed is 10 stories high and three football fields long. The lasers focused on a tiny fuel pellet composed of rare hydrogen isotopes that is not easy to manufacture in large quantities. And the resulting reaction generated only about 20 percent more energy than it absorbed — a figure that doesn’t even count the energy that was wasted before reaching the target, or the considerable energy investment in building and operating the mega-laser array.
This is a long way from the dream of nuclear power that is safe (no worries about what to do with spent fuel rods!) and so abundant that it will be “too cheap to meter.” Scientists have been chasing this dream since the 1950s, so long that it has become a mordant joke: “Fusion is the energy of the future … and always will be.” For now, that old saw remains true; the reaction would have to generate hundreds or thousands of times more energy than went into it to begin to be an economical source of power. The hurdles to get there are enormous, possibly the most complicated engineering project humanity has ever undertaken.
So it’s probably premature for anyone to dance around the house in their bathrobe, singing “Clean, green energy for everyone!,” but … nope, actually, going to do the happy dance anyway. Scientists have accomplished a net energy gain from a fusion reaction. This is potentially the biggest news of the decade.
As you might already have heard, you are literally made of stardust. Most of the atoms in your body were forged in the core of some ancient sun, as lighter elements fused into heavier ones; you are the vicarious survivor of star fire and supernovas. Now your species is making stars — tiny ones to be sure, and very ephemeral, but nonetheless we are inching toward mastering the very process that made our world. This shift from product to producer would be wondrous even if it didn’t hold out hope for an energy revolution as profound as the shift from horsepower to fossil fuels.
I won’t try to sketch out how much steady, reliable, indefinitely renewable clean energy could transform society. I couldn’t possibly predict, any more than the 18th-century scholars fiddling with Leyden jars could have foretold ice cream cakes and social media influencers. But the energy they ultimately unleashed — along with their fellow tinkerers on steam engines — made possible humanity’s greatest period of flourishing.
In the three centuries since Thomas Newcomen deployed his primitive steam engine at a Staffordshire mine, we went from a world where the average person lived at subsistence level and half of children died before reaching adulthood to one where most children survive to their 15th birthdays and end up on average healthier, better fed, more lavishly entertained and more comfortable than a medieval king. Obviously, the journey from poverty to abundance was fueled by many technological breakthroughs, but all of it — from drug development to fiber-optic lines to water treatment plants — was possible only because a new source of power delivered many times what human or animal muscle could manage.
As Andrew McAfee points out in his book “More From Less,” from 1800 to 1970, the United States’ gross domestic product and its energy consumption rose in near lockstep. They eventually decoupled, in part because the costs of burning hydrocarbons forced us to look for ways to economize. But what if we didn’t have to economize? What could humanity do for ourselves and our planet?
Solve our water problems with low-cost desalinization? Scrub carbon and other pollutants from the air? Bring the whole world up to a Western standard of living — and beyond — without worrying about the environmental cost?
Whatever the answer is, it means easier, better lives, with more possibilities for human flourishing.
Yes, the results from Lawrence Livermore National Laboratory are far from a working fusion reactor. And this team’s approach, one of several, may not be the one that finally leads to a fusion-powered grid — if indeed we do ever get there.
But this is how innovation works. When Thomas Edison emerged from his laboratory with a working lightbulb, it had been hundreds of years since the first scientific experiments with electricity, and it would be many more years before cities would blaze with electric light.
Human progress is the story of serial failures and halting, partial successes that add up, over centuries, to miracles. If Livermore’s results hold up, humanity will have taken a major step toward harnessing the power of the stars. No matter how much longer the journey takes, we can marvel at its audacity, and at how far we’ve already come.