Un laboratorio californiano logró un avance en la fusión nuclear. Una nueva empresa quiere convertirlo en una central eléctrica
Energía
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| Imagen: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore] |
Inertia planea comercializar un avance reciente del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, intentando hacerlo funcionar a una escala que agregaría energía a la red.
Por Adele Peters
Hace tres años, los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California lograron un avance científico: al disparar láseres a una diminuta pastilla de combustible, lograron la “ignición” de la fusión por primera vez , un paso clave para hacer posible la fusión (energía nuclear limpia, segura y abundante).
Ahora, una nueva empresa emergente del Área de la Bahía llamada Inertia se está creando para comercializar el enfoque del laboratorio y apuntar al objetivo final: energía limpia asequible que podría estar disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
Andrea Kritcher, pionera en energía de fusión detrás del trabajo en Livermore Labs, está fundando la compañía junto con Mike Dunne, profesor de Stanford especializado en el diseño de plantas de energía de fusión, y el empresario tecnológico Jeff Lawson.
Lawson cofundó Twilio , una plataforma de comunicaciones en la nube, y la convirtió en una empresa con 4 mil millones de dólares en ingresos anuales. Sin embargo, abandonó la empresa el año pasado tras la presión de inversores activistas. Al considerar emprender algo nuevo, supo que ya no quería trabajar en software. (En un proyecto paralelo muy diferente, también compró The Onion y recuperó su edición impresa ). Entonces conoció a Kritcher y vio la oportunidad de trabajar en algo transformador.
“Hay muchas startups que buscan la fusión con diversos métodos”, afirma Lawson. “Pero ninguna basaba su trabajo en Livermore, sino que simplemente tomaba el camino más directo posible: de lo que ya funcionaba en Livermore a un diseño de central eléctrica funcional”.
El primer avance del laboratorio en 2022 fue un paso temprano pero histórico. En el experimento, los investigadores apuntaron 192 potentes láseres a una lata del tamaño aproximado de una goma de borrar que contenía una diminuta cápsula de combustible de fusión. Los rayos láser entraron por el extremo de la lata y crearon un horno de 3 millones de grados, calentando la pastilla e implosionándola. "Se alcanzan estas condiciones extremas de luz estelar: estrellas en miniatura dentro de la lata por un breve instante", afirma Kritcher.
La energía generada por las reacciones de fusión fue mayor que la aportada por los láseres. Esa es la definición de ignición, y el objetivo del experimento y otros posteriores en el laboratorio. Sin embargo, los láseres seguían utilizando una enorme cantidad de energía de la red. El siguiente paso es demostrar que es posible que el sistema produzca más energía.
Eso debería ser factible. «Los láseres son ineficientes, se basan en tecnología muy antigua», afirma Kritcher. Además, los láseres eran mucho más pequeños de lo que se necesitaría en una central eléctrica. El experimento «nunca tuvo como objetivo generar más energía de la que extraemos de la pared», señala.
Ahora, el equipo adaptará tecnología láser moderna y mucho más potente. "Primero, tenemos que construir el láser más energético del mundo: un láser gigante mucho más energético y potente que el que tienen en el laboratorio nacional, pero también físicamente mucho más pequeño", afirma Lawson. El riesgo técnico es bajo, argumenta, y el desafío radica más bien en aumentar la fabricación de piezas que ya se pueden fabricar.
Los diminutos "objetivos" de combustible del sistema también deben fabricarse. Los prototipos han sido probados, afirma Lawson, y ahora deberán producirse en masa en fábricas. El paso final será la construcción de una central eléctrica.
La startup aspira a tener pruebas de diseño preliminares del objetivo y los láseres en 18 meses. En tres o cuatro años, prevé contar con versiones reducidas de la línea de ensamblaje para ambas piezas clave. El equipo cree que una planta operativa podría estar lista en unos 10 años, y una planta a escala completa —que produciría 1,5 gigavatios de energía, suficiente para una ciudad de tamaño mediano— podría estar lista en 12 años.
Otras empresas están adoptando enfoques diferentes. Commonwealth Fusion Systems (CFS) , por ejemplo, que recientemente firmó un acuerdo con Google para suministrar energía a centros de datos en el futuro y ha recaudado casi 3000 millones de dólares hasta la fecha , utiliza imanes potentes. Pero Inertia tiene la ventaja de la prueba de ignición en el laboratorio.
“Todo enfoque de fusión implica dos cosas principales”, dice Lawson. “Primero, construir un impulsor grande y potente para transmitir toda esta energía al combustible. Para el CFS, es un imán. Para nosotros, es un láser. Segundo, lograr que la física del plasma de ignición funcione, es decir, que el plasma realmente haga lo que se desea: permanecer confinado. Y cuando se alcanzan estas temperaturas y presiones tan extremas que dan lugar a la fusión, se puede controlar. Son dos problemas muy complejos. La ventaja de trabajar con los logros de Livermore es que el segundo ya está comprobado. Es realmente valioso. Ese es el problema de la ciencia básica sin límites, y es en el que el gobierno estadounidense ha invertido miles de millones de dólares y 60 años para demostrarlo”.
En virtud de un nuevo acuerdo, Kritcher seguirá trabajando para el laboratorio nacional mientras la startup crece en unas instalaciones cercanas. La compañía ha licenciado cerca de 200 patentes del laboratorio relacionadas con la ignición por fusión.
“Este es el primer acuerdo de este tipo que permite que un empleado de un laboratorio nacional también sea emprendedor en su área de especialización”, afirma Lawson. “Los laboratorios existen prácticamente desde la posguerra, y probablemente han tenido cientos de miles de empleados, y esta es la primera vez que esto sucede”. Esto es posible gracias a la Ley CHIPS , que incentiva a los laboratorios nacionales a permitir que sus empleados participen en este tipo de colaboración público-privada.
Aunque el laboratorio continúa realizando investigaciones científicas relacionadas, su propósito nunca fue construir una central eléctrica comercial. La startup podría hacerlo posible. También acelerará la investigación que ya estaba en marcha; en el laboratorio nacional, por ejemplo, solo era posible realizar experimentos unas pocas veces al año para optimizar la producción de energía. Poder iterar rápidamente los cambios de diseño "será revolucionario", afirma Kritcher. La startup también planea usar IA para acelerar drásticamente el proceso de diseño.
El cronograma, obviamente, es muy diferente al de una empresa de software. "Durante la próxima década, la empresa no se centrará en los ingresos", afirma Lawson. "Se basará en la ingeniería, el progreso y la eliminación de los riesgos que nos impiden conectar la energía a la red. Por lo tanto, se trata de un conjunto diferente de hitos y una forma distinta de medir el progreso".
Hay mucho más en juego. «Este es el santo grial de la energía», afirma. «Lo sabemos desde hace 75 años. La única pregunta siempre ha sido: ¿Es posible? La pregunta nunca ha sido: ¿Es una buena forma de energía? Todo el mundo sabe que lo es. La única pregunta ha sido: ¿Somos capaces de desarrollar la tecnología? Y creo que estamos muy cerca».
Corrección : Hemos actualizado esta pieza para señalar que el experimento de fusión implicó implosión, no explosión.
Puede leer el artículo original en inglés en Fast Company
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