Cómo la máquina Z de Sandia genera calor más caliente que una estrella para generar energía de fusión
Tengo que verlo dos veces. Quizás unas 3 veces. ¿Qué es exactamente ese lío de cables? Aunque parece un manojo de cables, la estructura es enorme, del tamaño de un gimnasio. En un laboratorio de Nuevo México, el dispositivo actúa como una máquina infernal. La temperatura supera los 2 mil millones de grados. Este es definitivamente un calor de clase mundial. Incluso el núcleo del Sol, la estrella más caliente que conocemos, emite sólo unos 16 millones de grados de calor. La Máquina Z va mucho más allá.
Sandia National Laboratories no construyó la máquina Z para batir los récords mundiales Guinness. Los objetivos son realistas. Los investigadores están probando si este dispositivo experimental podría resultar útil en el futuro para la producción de electricidad. Están persiguiendo la fusión nuclear.
Para lograrlo, dirigieron una corriente eléctrica de 20 millones de amperios a través del cable y la dirigieron hacia las partículas de plasma. Estas partículas están cargadas eléctricamente y son más pequeñas que los átomos. Durante una fracción de segundo, la corriente que lo atraviesa corresponde a la potencia de 10.000 generadores de centrales eléctricas. Cada generador puede encender 500.000 bombillas. La densidad de energía es asombrosa.
Cuando una gran cantidad de electrones acelerados chocan con el plasma, las partículas se trituran hasta alcanzar el tamaño de la punta de un lápiz. El espacio se vuelve tan pequeño que las partículas no pueden moverse libremente. Liberan su energía en forma de calor. La compresión crea un estado de plasma en el que los átomos quedan despojados de sus electrones. Este estado permite la liberación de una inmensa energía térmica.
Los propios investigadores quedaron sorprendidos por la temperatura alcanzada. La factura de electricidad de este laboratorio podría arruinar a los padres si tuvieran que pagar las facturas. Pero en una billonésima de segundo, el experimento produjo cuatro veces más energía de la que los científicos le pusieron inicialmente.
“En una billonésima de segundo, este experimento produjo cuatro veces más energía de la que los científicos utilizaron originalmente.”
Este aumento de energía es un hito importante. Demuestre que la máquina Z puede crear las condiciones necesarias para la fusión. La fusión nuclear es el proceso que alimenta las estrellas. Los núcleos atómicos más ligeros se combinan para formar núcleos atómicos más pesados. Este proceso libera una gran cantidad de energía. No produce residuos radiactivos de larga duración. Ofrece una fuente de energía limpia y casi ilimitada.
La Máquina Z utiliza una técnica llamada Z-pinch. Comprime el plasma mediante campos magnéticos. La presión magnética fuerza al plasma hacia adentro. Esta compresión hacia adentro aumenta la densidad y la temperatura. El objetivo es lograr la ignición. La ignición significa que la reacción de fusión puede mantenerse sin intervención externa. La Máquina Z se ha acercado. Esto demuestra que la física de alta densidad de energía es posible.
Las implicaciones para la producción de energía son profundas. Si los investigadores pueden replicar este resultado de manera consistente, podría abrir nuevas formas de generar electricidad. La tecnología actual requiere enormes cantidades de electricidad. La propia máquina Z también consume una cantidad considerable de energía. Pero el aumento de la energía neta muestra que la física funciona. El desafío de la ingeniería persiste. Ampliar esto a una planta de energía comercial es difícil. Los materiales deben resistir el calor extremo. Los imanes deben soportar corrientes inmensas.
La sorpresa de la producción de energía pone de relieve cuánto nos queda por aprender aún sobre el plasma. Pensábamos que conocíamos los límites. estábamos equivocados. El plasma se comportó mejor de lo esperado. Se unen el tiempo suficiente para liberar más energía de la que aportan. Es más que un simple número. Esta es una prueba de concepto.
