Un equipo de investigación de la Universidad Jiao Tong de Shanghái y la Academia China de Ciencias ha hecho un descubrimiento asombroso que podría cambiar el futuro de la fusión nuclear. A través de simulaciones avanzadas, han desarrollado un modelo innovador que mejora significativamente la ignición y aumenta la deposición energética dentro del plasma, un avance clave para replicar las condiciones de las estrellas en la Tierra.

Según el artículo publicado en Science Direct, este nuevo método desafía las teorías tradicionales basadas en la distribución de Maxwell. Se ha demostrado que el nuevo enfoque permite mejorar la ignición en tan solo 10 picosegundos y que la densidad de partículas alfa se incrementa en un notable 24% en el núcleo caliente del plasma.

Este descubrimiento es especialmente relevante en el contexto de los recientes avances en la creación de stellarators, dispositivos diseñados para optimizar el confinamiento del plasma, crucial para la fusión nuclear. La investigación también aborda y resuelve discrepancias fundamentales que han frustrado a los científicos durante años, especialmente en relación con los datos del espectro de neutrones.

El equipo utilizó un código de simulación híbrido llamado LAPINS, el cual examina el proceso de fusión por confinamiento inercial (ICF). Este método innovador estudia las colisiones de partículas de una mezcla de deuterio y tritio en condiciones que simulan las de las estrellas, lo que podría llevar a un avance sin precedentes en la fusión nuclear.

Los hallazgos abiertos por esta investigación son particularmente prometedores, teniendo en cuenta los recientes logros de instalaciones en Estados Unidos que cuentan con reactores innovadores. El plasma alcanza un estado óptimo de combustión cuando la energía transferida por las partículas alfa es suficiente para mantener la implosión, lo que resulta en un aumento de las densidades energéticas.

Los científicos han hecho un descubrimiento significativo al detectar iones de deuterio supratérmicos con energías menores a 34 keV, lo cual duplica la deposición energética comparada con las partículas alfa. Este avance pone en tela de juicio las teorías anteriores sobre el comportamiento de partículas en entornos de fusión y podría abrir nuevas vías de investigación.

El nuevo modelo de colisiones de ángulo amplio es un enfoque fresco en el estudio del plasma, pues permite que los iones intercambien grandes cantidades de energía en un solo evento, generando iones supratérmicos y desafíando la distribución tradicional. Por otro lado, las colisiones de ángulo pequeño producen pérdidas continuas de energía, lo que resulta en una distribución equilibrada de iones.

Este avance tecnológico tiene un potencial enorme para la transición energética global. La fusión nuclear podría ofrecer una fuente de energía prácticamente inagotable y limpia, replicando en la Tierra los procesos que sustentan al Sol. Los recientes progresos en la comprensión del plasma en combustión nos acercan cada vez más a este objetivo transformador, que podría cambiar el curso de la energía en el mundo.

La comunidad científica está atenta a los próximos pasos de esta investigación revolucionaria, que no solo promete reescribir la física de la fusión nuclear, sino que también podría tener un impacto significativo en la lucha contra el cambio climático y el desarrollo de energías sostenibles.