L’energia que necessita la humanitat

Segons la informació donada en la roda de premsa que ha fet aquest dimarts a Washington la secretària d’Energia del Govern dels EUA, Jennifer M. Grandholm, al costat d’altres autoritats de la National Nuclear Security Administration i la directora Kim Budil i científics del laboratori de Lawrence Livermore National Laboratory, el dia 5 de desembre del 2022 la National Ignition Facility (NIF) al Laboratori Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), a Califòrnia, va aconseguir una energia neta de 3,15 megajoules amb un làser de 2 megajoules. Això significa que per primera vegada en la història de la física i de l’energia un dispositiu de fusió nuclear de qualsevol tipus, en aquest cas mitjançant el mètode de confinament inercial utilitzant un làser, ha aconseguit la ignició i guany d’energia al laboratori. És a dir l’obtenció de guany net d’energia. Amb els experiments de gener d’aquest any 2022, amb un làser d’1,7 megajoules ja es van arribar a 1,3 megajoules (va ser repetit el setembre, amb 1,2 megajoules) i es va demostrar el mecanisme de propagació de l’ona tèrmica de cremat en el combustible que dona peu a confiar en l’obtenció de més energia en el procés. Ara es demostra clarament que es coneix el procés i se supera el límit clau d’obtenir més energia de la que s’utilitza en la il·luminació pel làser del blanc combustible de deuteri i triti. És un enorme pas per creure que la fusió nuclear pot ser la font d’alta densitat d’energia massiva i concentrada que necessita la humanitat, combinada amb les renovables en un esquema de generació d’energia elèctrica centralitzada i deslocalitzada. En la fusió inercial Europa no té pla ni ha invertit històricament tret de petites contribucions. El seu pla és la fusió magnètica i hi participen ITER, DONES i el DEMO. Amb el període 2060-70 com a data per al demostrador de potència elèctrica. Aquesta data podria ser també la de la fusió inercial si hi ha inversió pública. No hi ha una data definida en la fusió inercial als EUA, el Japó i la Xina, que ja porten invertides xifres molt importants en la física i tecnologia de la fusió inercial per làsers. Però els EUA han llançat un programa de finançament públic molt agressiu per a laboratoris i empreses en els últims mesos. ¿Pot accelerar-se? Sí, jugant amb una combinació publicoprivada, que n’hi haurà. I des de la iniciativa privada les empreses, que ja inverteixen en el seu conjunt milers de milions d’euros, parlen de dates entorn del 2040. Queda per recórrer un camí no curt per fer efectiva aquesta energia extreta de la unió dels nuclis de l’hidrogen. Però aquest èxit hauria de significar que la investigació en els sistemes d’il·luminació del blanc (làser, ions), fabricació de les càpsules combustibles, sistemes de la cambra de reacció i materials adequats a les condicions d’aquesta línia de fusió s’ha d’incrementar substancialment a diferència del que ha vingut ocorrent a la Unió Europea. I tot i així s’han posat, gràcies a col·laboracions nacionals amb els EUA i el Japó, a sistematitzar la tecnologia de reactor i saber què es necessita investigar. A Espanya hi ha des de fa 40 anys l’Institut de Fusió Nuclear Guillermo Velarde a la Universitat Politècnica de Madrid, que té un acord amb l’LLNL, creat l’any 1982 exclusivament per a aquesta bonica investigació de la fusió per confinament inercial-làser. Va ser conseqüència del treball començat pel professor Guillermo Velarde (medalla Edward Teller del Laboratorio LLNL) amb un petit equip en els primers anys 70 en la Junta d’Energia Nuclear, mantenint des del principi col·laboració amb l’LLNL en matèries com el disseny de seguretat de la National Ignition Facility entre la UPM i la UNED, i el projecte de reactor posterior denominat LIFE. A Europa, ha sigut coordinador de tecnologia en el Projecte de Grans Infraestructures Europeu Fusió Làser HiPER per a la investigació del desenvolupament d’un reactor de potència i els seus materials avançats.

L’energia que necessita la humanitat

El període 2060-70 podria ser la data de la fusió inercial si hi ha inversió pública

El més llegit