Energía de fusión inercial láser
LIFE , abreviatura de Laser Inertial Fusion Energy , fue un esfuerzo de energía de fusión realizado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore entre 2008 y 2013. LIFE tenía como objetivo desarrollar las tecnologías necesarias para convertir el concepto de fusión por confinamiento inercial impulsado por láser que se está desarrollando en la Instalación Nacional de Ignición ( NIF) en una central eléctrica comercial práctica , un concepto conocido generalmente como energía de fusión inercial (IFE). LIFE usó los mismos conceptos básicos que NIF, pero tenía como objetivo reducir los costos utilizando elementos combustibles producidos en masa, mantenimiento simplificado y láseres de diodo con mayor eficiencia eléctrica.
Se consideraron dos diseños, operados como un sistema de fusión pura o híbrido de fusión-fisión . En el primero, la energía generada por las reacciones de fusión se utiliza directamente. En el último, los neutrones emitidos por las reacciones de fusión se utilizan para provocar reacciones de fisión en una capa circundante de uranio u otro combustible nuclear , y esos eventos de fisión son responsables de la mayor parte de la liberación de energía. En ambos casos, se utilizan sistemas de turbinas de vapor convencionales para extraer el calor y producir electricidad.
La construcción del NIF se completó en 2009 y comenzó una larga serie de pruebas preliminares para llevarlo a su máxima potencia. A lo largo de 2011 y 2012, NIF llevó a cabo la "campaña nacional de ignición" para alcanzar el punto en el que la reacción de fusión se vuelve autosuficiente , un objetivo clave que es un requisito básico de cualquier sistema IFE práctico. NIF fracasó en este objetivo, con un rendimiento de fusión que estaba muy por debajo de los niveles de ignición y difería considerablemente de las predicciones. Con el problema del encendido sin resolver, el proyecto LIFE se canceló en 2013.
El programa LIFE fue criticado a través de su desarrollo por estar basado en una física que aún no había sido demostrada. En una evaluación puntual, Robert McCrory, director del Laboratorio de Energética Láser , declaró: "En mi opinión, las promesas y las ventas excesivas de LIFE perjudicaron al Laboratorio Lawrence Livermore". [1]
El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) ha sido líder en fusión por confinamiento inercial (ICF) impulsada por láser desde que el empleado del LLNL, John Nuckols , desarrolló el concepto inicial a fines de la década de 1950. [2] [3] La idea básica era utilizar un controlador para comprimir una pequeña bolita conocida como objetivo que contiene el combustible de fusión, una mezcla de deuterio (D) y tritio (T). Si la compresión alcanza valores suficientemente altos, comienzan a producirse reacciones de fusión, liberando partículas alfa y neutrones .. Los alfas pueden impactar átomos en el combustible circundante, calentándolos hasta el punto en que también se fusionan. Si la tasa de calentamiento alfa es mayor que las pérdidas de calor al medio ambiente, el resultado es una reacción en cadena autosostenida conocida como ignición . [4] [5]
La comparación de la entrada de energía del controlador con la salida de energía de fusión produce un número conocido como factor de ganancia de energía de fusión , denominado Q. Se requiere un valor Q de al menos 1 para que el sistema produzca energía neta. Dado que se necesita algo de energía para hacer funcionar el reactor, para que haya una salida eléctrica neta, Q debe ser al menos 3. [6] Para la operación comercial, se necesitan valores de Q mucho más altos que esto. [7] Para CIF, QSe necesitan del orden de 25 a 50 s para recuperar tanto las pérdidas de generación eléctrica como la gran cantidad de energía utilizada para alimentar el controlador. En el otoño de 1960, el trabajo teórico llevado a cabo en LLNL sugirió que serían posibles ganancias del orden requerido con controladores del orden de 1 MJ. [8]
