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Dec 29, 2023

El Departamento de Energía de EE. UU. detalla la ganancia neta de energía del trabajo de fusión de LLNL

El exitoso experimento del 5 de diciembre sigue a una serie de éxitos y reveses en NIF

El exitoso experimento del 5 de diciembre sigue a una serie de éxitos y reveses en NIF que datan del año pasado. En un experimento de agosto de 2021, los científicos del NIF informaron haber alcanzado el umbral de ignición, el primero en el mundo en ese momento y un rendimiento de más energía que cualquier experimento anterior de fusión por confinamiento inercial. El experimento logró un rendimiento energético de 1,3 MJ, suficiente para recrear las temperaturas y presiones extremas que se encuentran en el corazón del sol.

En otro logro importante en febrero, un equipo de NIF probó un sistema láser en el que la fusión en sí misma y ningún mecanismo de calentamiento externo proporcionó la mayor parte del calor necesario para una reacción de fusión.

La cámara objetivo del NIF de LLNL, donde 192 rayos láser entregaron más de 2 millones de J de energía ultravioleta a una pequeña pastilla de combustible para crear una ignición por fusión el 5 de diciembre de 2022. Cortesía de LLNL.

Este verano, sin embargo, los científicos del NIF no lograron recrear el experimento de agosto pasado que los llevó a la cúspide de la ignición, lo que generó dudas sobre el NIF y su capacidad para estimular la ignición. Los informes indicaron que los intentos repetidos generaron no más del 50 % de la producción de energía registrada en 2021. Según Arthur Pak, quien se desempeñó como líder del equipo para la ciencia del estancamiento y líder de diagnóstico en el experimento del 5 de diciembre, el equipo de NIF intentó repetir el experimento de 2021 al menos tres veces.

Director de LLNL Kim Budil. Cortesía de LLNL.

En comparación con experimentos anteriores, el objetivo utilizado en el experimento del 5 de diciembre presentaba fallas o defectos considerables, dijo Michael Stadermann, director del Laboratorio de Aplicaciones de Energía para el Futuro en LLNL y gerente del programa de fabricación de objetivos para el experimento. Estos incluían una serie de las llamadas inclusiones de tungsteno, dijo. "Nuestra búsqueda de la ignición por fusión durante la última década en NIF fue un objetivo técnico increíblemente ambicioso", dijo Budil. "Muchos decían que no era posible". Citó las preocupaciones sobre la energía del sistema láser NIF, la precisión del objetivo y las capacidades de rendimiento de las herramientas de modelado y simulación de los equipos como aquellas que los científicos abordaron y cumplieron. un rendimiento récord de 1,35 MJ, lo que nos colocó en el umbral de la ignición, muchos se dieron cuenta. Y la semana pasada, nuestras predicciones previas al disparo, mejoradas por el aprendizaje automático y los datos que hemos recopilado, indicaron que teníamos más del 50 %. probabilidad de exceder la ganancia objetivo".

*Los informes publicados antes del evento de prensa del US DOE/LLNL citaron a personas familiarizadas con el desarrollo. Los informes decían que la reacción, entonces sin confirmar, produjo alrededor de 2,5 MJ de energía, que era aproximadamente el 120% de los 2,1 MJ de energía en los láseres.

**El experimento que produjo la ignición ocurrió el 5 de diciembre. Los experimentos de agosto de 2022, incluidos los destinados a recrear experimentos que alcanzaron el umbral de ignición, no arrojaron el resultado compartido por el DOE.