Hemos tardado tanto porque
cada tecnología está en el límite del conocimiento.
Creo que después de este hito es el momento de que Física e Ingeniería
vayan de la mano para alcanzar los objetivos.
Meter el sol en una botella,
solía ser el paradigma de
lo absurdo, pero estamos cerca de conseguirlo.
El hito histórico
científico de obtención de ignición y ganancia por parte de la National
Fusion Facility en el Laboratorio Nacional de Livermore.
Un laboratorio.
Quiero empezar con esto.
Que es hermano nuestro, en el sentido
de que llevamos 40 años.
Que es el tiempo de vida de este.
De este instituto
colaborando con ellos.
Y además
que la Universidad Politécnica de Madrid
tiene un acuerdo desde hace un par de décadas con ellos.
Específicamente.
Le doy la palabra a Pedro para que
nos cuente en qué ha consistido el experimento.
Estamos todos muy emocionados porque llevamos muchos años esperando muchos.
El 5 de diciembre a la una de la madrugada
hicieron un experimento donde consiguieron ignición
y además ignición, que al principio, como a un aparato, no funcionaba bien
debido a la alta energía que se produjo
y creyeron que era sólo un 20% más de energía.
Pero al final se ha visto que eran más de un 50% de energía.
O sea, una ignición conseguida muy por encima de los límites.
La idea es muy simple, es decir, tenemos un blanco que está todo
deuterio, tritio, hielo aquí gas siempre la presión de vapor
y una pequeñísima capa de, digamos, diamante,
porque es carbono de alta densidad que se llama diamante,
que tiene una estructura parecida y entonces se utilizan
los 192 haces se utilizan para producir rayos X dentro y aquí tenéis
el pulso láser, que es el típico pulso
de de una duración de nanosegundos
y ese pulso calienta todo el interior de aquí y produce rayos-X.
Esos rayos X iluminan la blanco. Eso es archiconocido.
Lo habéis oído varias veces ya.
Y el secreto han sido dos detalles fundamentales.
Dos detalles uno,
la uniformidad de la iluminación
con este láser que se ha conseguido por una técnica que a mí me parece
fantástica porque era inesperada, que es
estos haces cuando inciden aquí en el plasma, en este plasmar
aquí que es de baja densidad, se produce un efecto que se llama REM,
es catering simulado y en ese proceso,
si tú desajusta un poco la frecuencia de los láseres
con una pequeñísimo cambio de de banda del orden de Amstrong,
produce una transferencia de energía entre haces los uniformizar y eso lo hacen
haciendo la simulación temporal de qué está pasando aquí?
Lo ajustan ese ancho para que sea la uniformidad lo máximo posible.
Eso se llama CBET, Cross Beam Energy Transfer,
y ha sido uno de los secretos de esta historia
y eso, la compresión en SF es el gran secreto.
Tiene que ser casi perfectamente esférica hasta el final.
Las empresas privadas ahora mismo, en cualquiera de las fuentes de
las dos grandes líneas de fusión nuclear, la magnética de inercial,
tienen una inversión total de entre 3000 y 4 mil millones de dólares.
Es una inversión ya muy significativa
y yo abundo
esto va a ir por la inversión público privada.
Pedro lo decía antes, esto es muy importante, la privada
va a necesitar de la investigación
básica y tecnológica que hasta ahora
ha hecho la pública y la pública
tiene que pensar que le van a acelerar
y como no se de prisa, le van a pasar por la derecha y por la izquierda.
Hay que invertir.
Ahora mismo Europa no se puede quedar fuera de esta carrera
a dos velocidades o con dos voluntades.
Os toca a vosotros chicos.
En fin, decirnos qué dudas tenéis
y qué preguntas se os ocurren, si es que
a vuestra disposición.
Ya me estaba preguntando
si el esquema que se utiliza en el Laser live, las instalaciones, sí
sería similar al que habría en un reactor en el futuro Generación de potencia
o si se emplearían otros esquemas diferentes en el futuro.
Bueno, como bien dijo Pedro en su en su charla eh, esto solamente
tenía como objetivo demostrar la ignición para una central real.
Deben cambiar muchas cosas y el láser es una de las cosas que más debe cambiar
y en particular el sistema de bombeo del láser, que es la energía
que se usa para excitar los electrones que actualmente se hace con luz blanca.
Es una de las fuentes de mayor ineficiencia y en el futuro será necesario
cambiar a diodos que emiten a una sola frecuencia, con lo cual
la eficiencia del láser aumentaría considerablemente.
A mi me gustaría preguntar que ganancia se espera obtener
cuando se escala este experimento a mayores energías de láser?
Bueno, yo
creo que es algo que quiere saberlo todo y queremos saberlo todos.
Cuándo? Cuánto se podrá alcanzar realmente?
El objetivo para el que se construyó esta instalación?
IF se ha alcanzado?
Cuánto se puede lograr más El progreso en la década un poco larga
en la que ha estado funcionando ha sido impresionante.
Y como ha dicho Pedro en el último año, ha sido mucho más
de lograr un 70%,
de recuperar un 70% de la energía
que se había metido en la cámara hasta un 150%.
Cuánto se puede lograr?
El láser son dos mega julios para tenerlo.
Dos mega julios es la energía de 100 gramos de chocolate
con el 70% de cacao y lo han logrado aumentar en este último año.
De ese 1,9 creo recordar los con un poquito y con eso
y desde luego todos los avances que ha dicho, ha explicado antes Pedro,
se ha logrado esa ganancia neta.
Cuánto más se puede lograr?
No podemos dar cifras, yo creo.
Ahora el objetivo para lo que se había diseñado era esto
todo lo que se logre más allá será un extra.
Va a ser complicado, pero mi experiencia trabajando con
con experimental, istas y técnicos de láseres es que nunca hay que decir
que no van a poder conseguir algo porque es sorprendente lo que se puede lograr.
Entonces habrá que esperar a ver noticias.
Si una vez conseguido este objetivo
van más allá todavía y hasta dónde llegarán?
Yo quería preguntar un poco por la problemática que hay abierta
en el campo de los materiales, que está en fusión y en inercial específicamente.
Se sabe que hay todavía mucho por hacer.
Quería preguntar cuáles son los principales desafíos que tiene
en la fusión inercial y en el NIIF y cuáles
son las líneas de futuras investigación que hay abiertas en este campo?
Pues esa es una muy buena pregunta, porque una vez que ya se ha aprobado
que hay ignición, el siguiente paso uno de los siguientes
pasos para construir un reactor, pues pasa por desarrollar materiales
que sean más resistentes tanto a las altas cargas térmicas como a la radiación.
En este tipo de reactores,
cuando se producen cargas térmicas.
La primera pared de este tipo de reactores tienen que ser
superan cargas térmicas que son semejantes a la de relleno
de los cohetes en la atmósfera y lo deben hacer
operando de manera pulsada, es decir, unas cuantas veces por por segundo.
Por otra parte, los efectos de la irradiación también son muy importantes,
porque los materiales se van a se van a degradar.
Entonces yo creo que todavía nos queda un largo recorrido
para para desarrollar este tipo de este tipo de materiales
y bueno, los materiales que se desarrollen para este reactor.
Es muy importante decir que no solamente van a funcionar
para para los reactores de fusión inercial, sino que van a servir pues para
muchos otros reactores, entre ellos los de fusión magnética, la nueva reactor,
la nueva generación, la generación cuatro de reactores de fisión,
que hay un mundo que converge y al cual tenemos que estar muy atentos
a la hora de desarrollar materiales.
Sí, sabemos que el Instituto de Fusión Nuclear colabora estrechamente
con Niez en el desarrollo de estos experimentos,
pero yo me preguntaba cuál es el trabajo que realiza el instituto en su diseño?
Decirte que el programa
tiene como objetivo llegar a disparos hacia Dios, pero para llegar a esto
hay que desarrollar un programa científico consistente en lanzar muchos disparos
en los que van a ser neutrones y eso, neutrones
tienen el efecto negativo de que pueden incidir en la salud de tanto
trabajadores como público.
Entonces hay que demostrar que la instalación era segura para público
y trabajadores
y en concreto, que fue nuestra aportación fundamentalmente en lo que era diseñar,
predecir campos de radiación y dosis para esos trabajadores que iban a entrar
a la instalación y llevar a cabo labores de mantenimiento,
porque esto es una instalación experimental,
hay que entrar, salir, cambiar componentes,
hay que aprender de lo que se estaba haciendo
y como diseñaremos componentes sin tener en cuenta que se activaba
y que podían dar lugar a este tipo de dosis.
Ese diseño hubiera estado, hubiera sido erróneo.
Alguna de las aportaciones que hicimos con nuestros cálculos
fue precisamente, por ejemplo, el decir que no utilizaran el hormigón
que pensaban utilizar y sólo utilizaron un hormigón de baja activación.
Eso significa un control muy grande de impurezas.
Y cuando demostramos que se podía utilizar un hormigón con menos requerimientos,
pues les permitió ahorrar bastantes cientos de miles de dólares.
Los que quedaron muy agradecidos al instituto,
decirte que el código que utilizaron que fue desarrollar los primeros versos
a que el instituto luego Instituto UNED durante bastante tiempo,
pues fue seleccionado entre todos los códigos
que había en ese momento en el mundo, incluidos los de Estados Unidos,
y que
todos los años teníamos que ir a dar cuentas
al Departamento de Energía, al DOE, el departamento
de Energía Americano, para refrendar que lo que se estaba haciendo
se estaba haciendo bien y nuestro código estaba suficientemente validado,
lo que se validó con experimentos que se hicieron
en Berkeley en la instalación, que era el rotor interno.
Decirte que ese trabajo que hicimos en ese momento,
ahora se ha continuado extendiéndolo mucho más.
Aquí está Patrick, Siobhan y Francisco Ovando, que han hecho un trabajo inmenso
haciendo eso, pero todavía mucho mejor en el sentido de
que somos capaces de determinar
campos de dosis tanto en funcionamiento como cuando la extracción está parada.
Eso nos ha llevado a que, por ejemplo, en ITER,
los principales suministradores de cálculos neutron icos en el mundo
es el equipo de Unes e Instituto de Fusión Nuclear.
Y puedo decirte que toda la metodología y sistemas
de cálculo integrados para llevar cálculos de neutra única probablemente
y no, y no exagero, nuestro sistema es el mejor que existe en el mundo.
Espero no exagerar y te he dicho Dieter, pero ocurre igual en mis dones
en la instalación este que se va a hacer en Granada, Los mejores cálculos de dosis
y mapas de dosis que se pueden hacer serían utilizando el sistema de uno Es un
capacidades que ha desarrollado, matices sobran.
Y Francisco Obando A mí me gustaría saber
qué haría falta para que esta tecnología se puede desarrollar
en una planta de potencia y cuánto se tardaría
en poder desarrollar esta tecnología.
Queda todavía trabajo por hacer, así que la fecha,
por mucho que la gente se empeña en plantarla, es difícil de definir.
Y qué queda?
Pues lo primero es desarrollarla a seres repetitivos
y de mayor eficiencia y eso requiere fabricar diodos en esencia.
Y bueno, es un trabajo bastante grande.
Luego hay que definir un esquema de misión y el esquema de misión condiciona tanto
la forma del blanco.
Ahora hemos visto con José Ramón, pero podría ser de otra manera
y eso condiciona la fábrica de blancos, que es una parte importante
de una planta de potencia, porque hay que fabricar como 1 millón de blancos al día.
Luego hay que distintas.
El esquema de misión condiciona también la la cámara de reacción.
No es lo mismo iluminación indirecta que iluminación directa.
En el primer caso hace falta una cámara que contenga una cierta presión de gas
para mitigar la llegada de los pulsos de rayos X.
Y en el segundo caso,
hay que tener una cámara en vacío.
Una cámara evacuada cambia completamente.
Y luego hay otra serie de sistemas que son esenciales.
Por ejemplo, las ópticas finales, ya sean con espejos o con lentes
e el manto reproductor de tritio, que es una cosa.
Nosotros hemos trabajado, por ejemplo en un manto reproductor con control de de
producen de tritio de forma variable, lo cual es innovador.
Hemos trabajado en ópticas finales.
En resumen, tengo una mala noticia y una buena.
La mala es que hay unos cuantos problemas
y la buena es que sabemos dónde están esos problemas.
Así que más investigación como lo que se ha venido haciendo
hasta ahora y lo que se ha hecho.
El hito que se ha conseguido ahora en NIF.
Seguramente estos problemas se han atajar, aunque no sabemos cuándo.
Vale, pues yo también siendo optimista y al hilo de la planta de potencia,
me gustaría saber al final como se va a adaptar
o cómo se va a introducir la fusión nuclear.
Qué papel jugará en la generación eléctrica
a nivel general?
Cómo se prevé que se acoplar a la generación eléctrica?
La fusión?
No sé si ustedes lo habrán vivido, pero los que estamos de este lado
lo hemos vivido
como siempre, como un sueño, como que era algo que estaba muy lejos, no?
50 años, se decía siempre la fusión está siempre 50 años adelante,
pero siempre, o sea, siempre faltan 50 años.
Este experimento está diciendo
tal vez estamos dentro de estos
50 años, o quizás menos, como acaba de decir Pedro.
Ahora la fusión.
Qué es lo que tiene de bueno?
Por qué? Porque fusión.
Porque primero es una fuente de energía limpia
en sentido de que los residuos no son un problema,
así como lo que ocurre con todo lo que sea
fósiles o todo lo que sea, incluso la la,
la la, no las centrales de fisión, que hay que ocuparse de los de los residuos.
Aquí no
es muy eficiente.
Ahora el construir una planta de fusión
es una cosa muy costosa.
No sabemos todavía cómo va a ser ni cuándo va a ser, pero
lo que sí sabemos es que no va a ser barato.
Entonces esto se va a tener que integrar
junto con otros métodos de
de generación de energía eléctrica.
En este momento, por ejemplo,
en España la energía eólica es una de las más importantes.
Curiosamente, la solar no es tan importante como como uno imaginaría
y hay una buena cantidad que viene
de gas, petróleo, carbón y todo eso.
Sería bueno poder reemplazar todo eso, sobre todo para las nuevas generaciones,
no tener que sufrir este problema de la contaminación.
Y aquí es donde la fusión es posible que juegue un rol
muy importante, no descartando otras fuentes de energía.
También esto es parte de un panorama muy general en el cual la fusión
es parte de un portfolio de distintas formas de generar energía,
energía hidroeléctrica que seguirá estando, energía de decisión
de plantas de fisión que es un 20% de la energía que se produce en España.
Fisión
y en eólica seguirá estando solar.
En este momento está también bastante en el candelero
el tema de la generación de hidrógeno
hidrógeno verde, lo que llama directamente conversión de energía solar,
el hidrógeno para usar como combustible para mover vehículos, por ejemplo,
mover vehículos es algo que una planta de fusión
probablemente no sea la cosa ideal, pero para generación
de energía eléctrica para la red es probablemente una de las...
Sería una cosa muy importante que ocurra.
Gracias a todos.
No sé dónde llegaremos, no sé ni cuándo ni qué proceso final llegaremos,
pero el camino seguro, seguro.
Vamos a aprender muchísimas cosas y a descubrir otras muchas más.
Se ha dado un paso
y ahora nos queda entre todos dar muchos más y unidos se conseguirá
las cosas que tienen un valor cuesta conseguirlas.
Hay que trabajar duro por ello, chicos, no lo dudéis, tenéis trabajo por delante.
El futuro de la fusión está en vuestras manos.