Un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka ha investigado un nuevo método para generar energía de fusión nuclear, mostrando que el efecto relativista de la luz láser ultra intensa mejora los métodos actuales de "encendido rápido" en la investigación de fusión láser para calentar el combustible el tiempo suficiente para generar energía eléctrica. Estos hallazgos podrían proporcionar una chispa para la fusión láser, marcando el comienzo de una nueva era de producción de energía sin carbono.

La energía nuclear actual utiliza la fisión de isótopos pesados, como el uranio, en elementos más ligeros para producir energía. Todavía, este poder de fisión tiene grandes preocupaciones, como la eliminación de combustible gastado y el riesgo de derretimientos. Una alternativa prometedora a la fisión es la fusión nuclear. Como todas las estrellas nuestro sol está alimentado por la fusión de isótopos de luz, notablemente hidrógeno, en elementos más pesados. La fusión tiene muchas ventajas sobre la fisión, incluida la ausencia de residuos peligrosos o el riesgo de reacciones nucleares incontroladas.

Sin embargo, obtener más energía de una reacción de fusión de la que se le puso sigue siendo un objetivo difícil de alcanzar. Esto se debe a que los núcleos de hidrógeno se repelen fuertemente entre sí, y la fusión requiere condiciones extremas de calor y presión, como las que se encuentran en el interior del sol, por ejemplo, para apretarlos juntos. Un método El llamado "confinamiento inercial" utiliza pulsos de láser de energía extremadamente alta para calentar y comprimir una pastilla de combustible antes de que tenga la oportunidad de explotar. Desafortunadamente, esta técnica requiere un control extremadamente preciso de la energía del láser para que todas las ondas de choque de compresión lleguen al centro simultáneamente.

Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Osaka ha desarrollado un método modificado para el confinamiento inercial que se puede realizar de manera más consistente con un segundo disparo láser. En encendido rápido "superpenetración", el segundo láser irradiado directamente produce electrones de movimiento rápido en plasma denso que calientan el núcleo durante la compresión para desencadenar la fusión. "Al utilizar el comportamiento relativista del láser de alta intensidad, la energía se puede entregar de manera confiable al combustible en el plasma implosionado que apunta al encendido, "dice el primer autor Tao Gong.

El combustible para este método, que suele ser una mezcla de los isótopos de hidrógeno deuterio y tritio, es más fácil de obtener que el uranio, y se convierte en helio inofensivo después de la fusión. "Este resultado es un paso importante hacia la realización de la energía de fusión láser, así como para otras aplicaciones de la física de densidad de alta energía, incluido el tratamiento médico, "explica el autor principal Kazuo Tanaka.