Una catedral de la luz
192 rayos láser intentan recrear estrellitas en California
Enorme, carísimo y rodeado de escepticismo desde el principio de su construcción, hace 12 años, el nuevo juguete de los físicos en Estados Unidos es una catedral de la luz multipropósito con fines de investigación militar, energética y astrofísica.
Miles de invitados se congregaron el pasado viernes en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, para inaugurar la Instalación Nacional de Ignición (NIF por sus siglas en inglés). Es un gigantesco laboratorio que pretende, entre otras cosas, iniciar el camino experimental para obtener energía de la fusión nuclear mediante el bombardeo con rayos láser.
Aunque la mayor parte de la instalación consiste en tubos, la estética no está ausente del laberinto de espejos y cristales y en otros aspectos la comparación con las catedrales de la Edad Media tampoco es descabellada. "Es la historia de una catedral", ha explicado Ed Moses, director del proyecto, en declaraciones a The New York Times. "Reunimos a los mejores físicos, los mejores ingenieros, lo mejor de la empresa y de la universidad. No es fácil tener esa oportunidad y aprovecharla".
El proyecto se inició hace 12 años y sigue produciendo escepticismo
El objetivo es obtener más energía que la que se gasta
En la inauguración no faltó Steven Chu, ministro de Energía, premio Nobel de Física y ex director del Lawrence Livermore, cuyo departamento financia la instalación. También asistió su subsecretario para asuntos científicos, Steven Koonin, quien se mostró optimista sobre las posibilidades de éxito de NIF: "Una demostración con éxito de la ignición y la ganancia de energía en NIF sería un hito que apuntalaría el potencial de la fusión como una importante fuente de energía", afirmó.
Por su parte, el gobernador de California, Arnold Schwarzenegger, aseguró: "NIF tiene la capacidad potencial de revolucionar nuestro sistema energético, enseñándonos una nueva forma de controlar la energía del Sol para alimentar nuestros coches y nuestras casas. California fue la sede del primer aparato láser así que no es una sorpresa que el Estado Dorado haya producido el mayor y más potente láser del mundo".
En un edificio de 10 pisos de altura y una extensión de tres campos de fútbol americano, el nuevo laboratorio, que pretende la fusión nuclear por confinamiento inercial, se ha inaugurado con cinco años de retraso sobre el calendario previsto y su coste estimado casi se ha multiplicado por cuatro, hasta alcanzar los 3.500 millones de dólares.
El sistema produce, a través de casi 100 kilómetros de fibra óptica, con espejos, cristales y amplificadores, 192 rayos láser que se activan durante muy poco tiempo y se coordinan para producir pulsos de casi 2 millones de julios de energía. El punto de partida es un rayo infrarrojo que se divide en 48 y se pasa por preamplificadores que multiplican su energía por 10.000 millones. Cada uno de estos rayos amplificados se divide a su vez en cuatro, que se amplifican de nuevo repetidamente. La radiación se convierte luego en ultravioleta y así se dispone de los 192 láseres cuya energía conjunta es de 1,8 millones de julios.
El pulso combinado de altísima energía se concentra en un blanco, una diminuta esfera de dos milímetros hecha de berilio y enfriada hasta casi el cero absoluto, que en su interior tiene los isótopos de hidrógeno deuterio y tritio. La implosión de la cápsula por el disparo pulverizará el hidrógeno y el tritio, que darán lugar a helio y a una gran cantidad de energía, aunque durante muy poco tiempo. Todo esto sucede en el interior de la cámara de blancos, una esfera de aluminio de 10 metros de diámetro, y el proceso es mucho más complicado de lo descrito. Por ejemplo, para conseguir que la energía alcance los átomos de forma homogénea se ha recurrido a meter la cápsula en un pequeño contenedor cilíndrico de oro que es el que será calentado por el láser.
El enorme y carísimo montaje no garantiza el éxito: que se alcance la ignición y que la energía que se obtenga sea mayor que la que se utilice para producirla. Es lo mismo que pretende el reactor experimental de fusión ITER, que se está construyendo en Cadarache (Francia) y que utiliza otro sistema, el de confinamiento magnético. De ahí a la fusión como fuente comercial de energía quedaría todavía un largo camino.
Está previsto que NIF funcione durante 30 años. Ya se han disparado los 192 láseres en la cámara de blancos y en los próximos meses se irá aumentando la energía de funcionamiento y perfeccionando los sistemas de control con el objetivo de alcanzar la fusión nuclear en 2010, recreando así pequeñas estrellas en California.
Simulación de explosiones nucleares
Es el láser de mayor tamaño y de más alta energía construido hasta ahora en el mundo y su justificación se basa sobre todo en la seguridad nacional de Estados Unidos. La Instalación Nacional de Ignición (NIF) puede crear condiciones de temperatura y presión que son similares a las de las estrellas, pero también a las de las explosiones termonucleares, la bomba de hidrógeno.
Los experimentos para alcanzar la fusión, aseguran los responsables del NIF, permitirán desarrollar o validar los modelos en tres dimensiones de las explosiones nucleares y comprender mejor la física de las reacciones. Ya no se realizan pruebas subterráneas, pero el país ha decidido mantener la capacidad de respuesta nuclear y tiene que estar seguro de que las bombas almacenadas funcionarían. Además, un láser tan energético sirve para estudiar la respuesta de materiales a altas temperaturas y presiones, especialmente cuando se sobrepasa el tiempo estimado de vida de estos materiales en las bombas almacenadas. Los astrofísicos, por su parte, pretenden utilizar el NIF para simular el interior de planetas gigantes, estrellas y supernovas.
