How close are we to powering the world with nuclear fusion? - George Zaidan

Traductor: Lucía G. Revisor: Sebastian Betti

In the time it takes to snap your fingers,

En lo que tardas en chasquear tus dedos, el Sol emite suficiente energía

the Sun releases enough energy to power our entire civilization for 4,500 years.

como para iluminar a nuestra civilización durante 4500 años.

So naturally, scientists and engineers have been working to build

Naturalmente, científicos e ingenieros han estado trabajando para construir

a miniature star here on Earth... to plug into our power grid.

una miniatura aquí en la Tierra con conexión a nuestra red eléctrica.

And the thing is, we already kind of have.

Y en cierto modo ya lo hemos hecho.

It just doesn’t look like a tiny star floating in a lab.

Simplemente no parece una pequeña estrella flotando en un laboratorio.

The stars are made of an almost incomprehensible number of particles,

Las estrellas están formadas por un incomprensible número de partículas,

which gravity compresses into a super dense core.

que la gravedad compresa en un núcleo súper denso.

This core is hot and dense enough to force atomic nuclei together,

Este núcleo es lo bastante caliente y denso

como para obligar la unión de núcleos atómicos,

forming larger, heavier nuclei in a process known as fusion.

formando un núcleo más grande y pesado ​​en un proceso conocido como fusión.

The reverse process, where one atom splits into two, is called fission.

El proceso inverso, donde un átomo se divide en dos, se llama fisión.

In both processes, the mass of the end products is slightly less

En ambos procesos, la masa del producto final

es un poco menor que la masa de los átomos iniciales.

than the mass of the initial atoms.

But that lost mass doesn’t disappear—

Pero esa masa no desaparece,

it’s converted to energy according to Einstein’s famous equation.

sino que se convierte en energía según la famosa ecuación de Einstein.

And since c² is such a massive number,

Y como c² es un número tan inmenso,

both fission and fusion generate a lot of energy.

tanto la fisión como la fusión generan mucha energía.

Fusion in our Sun mostly produces helium nuclei.

La fusión en nuestro Sol produce principalmente núcleos de helio.

In the most common pathway, two protons fuse to form a deuterium nucleus,

En la vía más común,

dos protones se fusionan para formar un núcleo de deuterio,

which then fuses with another proton to form a helium-3 nucleus,

que luego se fusiona con otro protón para formar un núcleo de helio-3,

which then fuses with another helium-3 nucleus to form a helium-4 nucleus.

que luego se fusiona con otro núcleo de helio-3 para formar un núcleo de helio-4.

But there’s a catch— that first step is incredibly rare.

Pero hay un problema: ese primer paso es increíblemente raro.

Only 1 in 100 septillion collisions between protons

Sólo 1 de cada 100 septillones de colisiones entre protones

results in a deuterium nucleus.

da como resultado un núcleo de deuterio.

In the Sun this isn’t a problem because there are so many protons

En el Sol esto no es un problema porque hay muchos protones

that even a reaction this rare happens all the time.

que incluso una reacción tan rara sucede todo el tiempo.

But on Earth, researchers rely on a more easily reproducible reaction,

Pero en la Tierra,

los investigadores confían en una reacción más fácilmente reproducible,

where a deuterium nucleus fuses with a tritium nucleus

donde un núcleo de deuterio se fusiona con un núcleo de tritio

to form a helium-4 nucleus and a neutron.

para formar un núcleo de helio-4 y un neutrón.

We’ve actually been doing reactions like this one inside particle accelerators

De hecho, hemos estado realizando reacciones como ésta

dentro de aceleradores de partículas desde la década de 1930.

since the 1930s.

But these accelerators are not designed to harness the energy this reaction releases.

Pero no están diseñados

para aprovechar la energía liberada de esa reacción,

Rather, they’re used to generate neutrons

sino para generar neutrones

for a variety of scientific and military purposes.

con varios propósitos científicos y militares.

Whereas if we want to use fusion to produce limitless energy,

En cambio si queremos utilizar la fusión para producir energía ilimitada,

necesitaríamos un dispositivo que aproveche la energía liberada,

we’d need a device that can harness the energy released,

channel enough of that energy back into the device to keep the reaction going,

canalice suficiente energía de vuelta para mantener la reacción en marcha,

and then send the rest out to our power grid.

y luego enviar el resto a nuestra red eléctrica.

And for that job, we need a nuclear fusion reactor.

Y para ese trabajo necesitamos un reactor de fusión nuclear.

Like a particle accelerator, a reactor would generate helium nuclei and neutrons.

Como un acelerador de partículas, generaría núcleos de helio y neutrones.

But that reaction would happen in a superhot core

Pero esa reacción ocurriría en un núcleo supercaliente

and the resulting neutrons would shoot outward

y los neutrones resultantes saldrían disparados

to heat up a layer of lithium metal.

para calentar una capa de metal de litio.

That heat would then boil water,

Ese calor haría hervir el agua,

generating steam to run turbines and produce electricity.

generando vapor para hacer funcionar turbinas y producir electricidad.

Meanwhile, the helium nuclei would stay in the core

Mientras tanto, los núcleos de helio permanecerían en el centro

and slam into other nuclei to keep the reaction going—

y chocarían contra otros núcleos para mantener la reacción en marcha

and the electricity flowing.

y la electricidad fluyendo.

This tech has many practical challenges,

Esta tecnología presenta muchos desafíos prácticos,

including how to confine a swirling mass of million-degree matter.

incluyendo cómo confinar una masa agrupada de materia de un millón de grados.

But the biggest hurdle is achieving what's called ignition.

Pero el mayor obstáculo es lograr lo que se llama ignición.

An energy technology is only commercially viable

Una tecnología energética sólo es comercialmente viable

if it puts out more energy than it uses.

si produce más energía de la que utiliza.

And a fusion reactor needs a lot of energy to get the core hot enough

Un reactor de fusión necesita mucha energía

para calentar el núcleo lo suficiente para que se produzca la fusión.

for fusion to occur.

So there’s a tipping point:

Hay un momento crítico:

a moment when the fuel is hot enough to start the reaction

cuando el combustible está lo bastante caliente para iniciar la reacción

and release more energy than is needed to reach and maintain that temperature.

y liberar más energía de la necesaria para alcanzar y mantener esa temperatura.

This is ignition.

Esto es la ignición.

Stars reach ignition under the force of huge amounts of gravity,

Las estrellas alcanzan la ignición bajo la fuerza de enormes cantidades de gravedad,

but this approach is impossible on Earth

lo que es imposible en la Tierra,

since you’d need thousands of times the mass of, well, the entire Earth.

ya que se necesitarían miles de veces la masa de, bueno, toda la Tierra.

Por lo tanto, los investigadores suelen confiar en grandes conjuntos de láseres,

So researchers typically rely on vast arrays of lasers,

or methods that combine magnets with high energy particles

o métodos que combinan imanes con partículas de alta energía

or electromagnetic waves similar to those in your microwave oven.

u ondas electromagnéticas similares a las de su horno microondas.

In 2022, scientists at the US National Ignition Facility

En 2022, los científicos de la Instalación Nacional de Ignición de EE. UU.

demonstrated ignition for the first time ever,

demostraron la ignición por primera vez,

using 192 lasers to heat deuterium and tritium to 100 million degrees.

usando 192 láseres para calentar deuterio y tritio a 100 millones de grados.

While this was a huge step forward,

Si bien este fue un gran paso adelante,

we’re still a ways off from a self-sustaining, long-running reactor

aún estamos lejos de tener un reactor autosuficiente y de larga duración

that produces more energy than it uses.

que produce más energía de la que utiliza.

Pero una vez operativos, estos pequeños reactores podrían abastecer a una ciudad

But once operational, these relatively small reactors could power a city

of a million people for a year with just two pickup trucks of fuel.

de un millón de personas durante un año con sólo dos camionetas con combustible.

Today, you’d have to burn roughly 3 million tons of coal

Hoy habría que quemar unas 3 millones de toneladas de carbón

to produce that much energy.

para producir tanta energía.

That is the promise of fusion:

Ésta es la promesa de la fusión:

limitless, on-demand energy with almost no emissions.

energía ilimitada, bajo demanda y con casi ninguna emisión.

True star power, right here on Earth.

El verdadero poder de las estrellas, aquí en la Tierra.