En un salto significativo para la tecnología energética, una startup estadounidense llamada Zap Energy ha desarrollado un innovador dispositivo de fusión, FuZe, que alcanzó temperaturas del plasma de hasta 37 millones de grados Celsius. Esta innovación compacta y rentable podría potencialmente acelerar la disponibilidad de energía de fusión, prometiendo un futuro más limpio y sostenible.
Energía de fusión: una alternativa más limpia
La fusión nuclear, que imita los procesos en el núcleo del Sol, ofrece una fuente de energía casi ilimitada sin las emisiones de carbono asociadas con los combustibles fósiles. El proceso de fusión implica calentar plasma, el cuarto estado de la materia, a temperaturas extremas, lo que permite a los núcleos superar su repulsión mutua y fusionarse, liberando enormes cantidades de energía.
Plasma y fusión nuclear
El plasma está formado por núcleos y electrones que flotan libremente y que no mantienen su estado atómico. La fusión de átomos en este estado puede liberar energía aproximadamente 10 millones de veces más potente que quemar una cantidad equivalente de carbón. Sin embargo, lograr y mantener las temperaturas del plasma necesarias para la fusión es un desafío científico importante.
La innovación de FuZe
Antecedentes de desarrollo
Financiado inicialmente por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía, el Experimento Fusion Z-pinch (FuZe) fue desarrollado por Zap Energy, que surgió de una investigación en la Universidad de Washington en 2020. FuZe utiliza un Esquema único de confinamiento de plasma para evitar el rápido enfriamiento de los electrones, lo que puede obstaculizar el proceso de fusión.
Avances técnicos
FuZe canaliza grandes corrientes eléctricas a través de finos filamentos de plasma, creando campos electromagnéticos que calientan y comprimen el plasma. Las primeras versiones de este enfoque enfrentaron desafíos con plasmas de vida corta, pero Zap Energy ha innovado en una solución que utiliza la estabilización de flujo cortado para extender la vida útil del plasma.
Temperaturas récord
En colaboración con investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y la Universidad de California, San Diego (UCSD), Zap Energy ha logrado temperaturas del plasma que rivalizan con las del núcleo del Sol. Esto fue posible gracias a la dispersión Thomson, una técnica en la que pulsos de luz verde miden la temperatura analizando electrones dispersos.
Fusión rentable
A diferencia de otros proyectos de fusión que requieren infraestructura a gran escala, como imanes superconductores o láseres potentes, FuZe opera sobre una base más sencilla y económica. Esto no sólo reduce el costo sino que también acelera el desarrollo, haciendo que la energía de fusión comercial sea una realidad más cercana.
Perspectivas de futuro
Con los resultados publicados en la revista Physical Review Letters , el éxito de FuZe ha impulsado a Zap Energy a iniciar un nuevo proyecto, Fuze-Q, que pretende alcanzar temperaturas aún más altas con diez veces la capacidad energética de su predecesor.
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