Aumentan las tasas de fusión nuclear con un reactor de escritorio

Mediante un acelerador de partículas en miniatura y un reactor nuclear que cabe en una mesa de laboratorio, los científicos han logrado incrementar la tasa de fusión nuclear en un 15 %, abriendo un nuevo escenario más realista y accesible para el desarrollo de esta fuente energética, que imita a la forma en la cual se alimenta el Sol.

Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Columbia Británica (UBC), en Canadá, ha demostrado mediante un reactor de mesa y a temperatura ambiente un aumento del 15 % en las tasas de fusión nuclear, en un nuevo adelanto en la búsqueda de hacer viable esta alternativa energética limpia e ilimitada. Los detalles se resumen en un estudio publicado en la revista Nature.

Gracias a este avance, se ratifica que es posible incrementar de forma medible la tasa de reacciones de fusión nuclear mediante una técnica electroquímica aplicada en un reactor compacto de laboratorio, sin depender de las gigantescas estructuras requeridas en los aceleradores de partículas o reactores nucleares tradicionales.

Sin embargo, vale destacar que el experimento no alcanzó una producción neta de energía que pueda ser aprovechable, pero representa la primera verificación en torno a que la carga electroquímica de combustible puede potenciar la fusión nuclear bajo condiciones normales de laboratorio, según explica una nota de prensa.

Sin temperaturas ni presiones extremas

El dispositivo, denominado Thunderbird, combina un acelerador de partículas en miniatura con una celda electroquímica y una cámara de vacío. Su objetivo es explorar métodos alternativos a los grandes reactores de confinamiento magnético, que requieren temperaturas y presiones extremas. En este caso, el equipo buscó aumentar la densidad de combustible en un blanco de paladio, para favorecer las colisiones entre núcleos de deuterio.

En los experimentos convencionales hasta hoy, el paladio se carga con deuterio mediante un campo de plasma, pero alcanzar altas concentraciones exige presiones de hasta 800 atmósferas. La innovación de los científicos canadienses consistió en añadir, en la cara opuesta del blanco, una celda electroquímica con agua pesada (D₂O) y electrodos de iridio y paladio.

Aplicando apenas un voltio, los investigadores lograron “exprimir” mucho más deuterio en la estructura cristalina del metal, como si se tratara de usar una esponja pero sin recurrir a presiones extremas. Cuando un haz de iones de deuterio de alta energía impactó sobre el lado cargado, la tasa de eventos de fusión aumentó en promedio un 15 % respecto al método de carga por plasma, según informa Interesting Engineering.

Un punto de partida

La medición se basó en la detección directa de neutrones, una firma inequívoca de la fusión nuclear, evitando así los debates históricos asociados a la llamada “fusión fría” de finales de la década de 1980, que se basaba en mediciones de calor no reproducibles.

La fusión nuclear, proceso que alimenta al Sol, libera más energía que la fisión y genera menos residuos radiactivos peligrosos. Sin embargo, reproducirla en la Tierra ha requerido hasta ahora instalaciones multimillonarias y condiciones extremas.

Los investigadores resaltan que el logro más importante del nuevo estudio no radica en la magnitud del incremento energético, sino en abrir una vía experimental reproducible y accesible desde cualquier laboratorio. El nuevo enfoque ofrece una plataforma versátil para estudiar estas reacciones, con el objetivo de lograr las condiciones necesarias para convertirlas en una fuente energética de uso masivo.