¿Qué es la fusión láser? ¿Por qué ha atraído una atención y discusión tan generalizada? Déjame llevarte a tener una comprensión más profunda de la fusión láser. La fusión láser es una fusión de confinamiento inercial (ICF) impulsada por láseres de alta potencia. Al convergir rayos láser extremadamente enérgicos en un espacio muy pequeño en un corto período de tiempo, el combustible nuclear alcanza la condición de encendido para desencadenar una reacción de fusión y lograr una ganancia de energía. Su estado de encendido es la temperatura más alta y la alta densidad de la materia que se puede lograr en la Tierra.
Debido a su suministro de combustible casi ilimitado, amabilidad ambiental, alta densidad de energía y alta seguridad, la fusión nuclear se considera la "energía máxima" para resolver la crisis energética y los problemas del cambio climático. Una vez que se logra la fusión nuclear controlada, los humanos se liberarán por completo de las limitaciones de energía y pueden usar energía de fusión nuclear para reemplazar el modelo de generación de energía existente en el futuro, conocido como el "sol artificial".
Sin embargo, después de más de medio siglo de desarrollo, la fusión nuclear controlada aún está lejos de la aplicación comercial. El encendido exitoso de los EE. UU. NIF ha confirmado la viabilidad de este concepto de "energía máxima", y un grupo de empresas que se centran en la investigación y comercialización de la fusión nuclear han surgido rápidamente en todo el mundo.
En 2024, Longview anunció un acuerdo importante con Fluor para construir conjuntamente una planta de energía de fabricación de época basada en el mismo método de fusión nuclear de ganancia de energía que el Centro de Encendido Nacional (NIF) de EE. UU. Y diseñar conjuntamente la primera central eléctrica de fusión de láser comercial del mundo;
Blue Laser Fusion (EE. UU.) Se compromete a desarrollar una nueva tecnología innovadora de fusión láser y planea completar el primer prototipo en 2025. Se espera que comercialice reactores de fusión nuclear láser alrededor de 2030, es decir, construir un reactor de potencia de 1 mil millones de vatios en Japón o en los Estados Unidos;
Marvel Fusion (Alemania): Esta compañía está desarrollando una tecnología de fusión nuclear basada en láser y planea lanzar un sistema de demostración en 2027 y construir la primera planta de energía de fusión comercial en la próxima década. El objetivo de Marvel Fusion es convertirse en la primera compañía en comercializar la fusión nuclear láser;
Ante el diseño activo y las acciones comerciales en el extranjero, el fusión nuclear láser se ha convertido recientemente en un tema candente en China. Con este fin, el editor investigó el progreso en China y descubrió que China también ha logrado arreglos tempranos en la fusión nuclear láser, y ha logrado seguros progresos en la construcción de infraestructura, instituciones de investigación, progreso del proyecto y cooperación internacional:
Se espera que la construcción de un centro de investigación de fusión de encendido con láser a gran escala en Mianyang, Sichuan, se convierta en la instalación más grande del mundo de su tipo. Su cabina experimental es un 50% más grande que el National Ignition Facility (NIF) en los Estados Unidos, con el objetivo de promover la investigación de fusión nuclear y el desarrollo de energía limpia;
El Instituto de Optica y Mecánica de Precisión de Shanghai de la Academia de Ciencias de China ha participado en el desarrollo y experimentación de múltiples dispositivos de fusión láser;
El Centro de Investigación de Fusiones Laser (Mianyang) de la Academia de Física de Ingeniería de China es responsable de la gestión y operación de la instalación de fusión nuclear láser en Mianyang, y está comprometido con la investigación y aplicación de la tecnología de fusión láser;
La serie Shenguang de dispositivos láser desarrollados por la Academia de Física de Ingeniería de China, como Shenguang III, se ha convertido en una importante plataforma experimental para la investigación de física de alta densidad de energía;
La serie Shenguang de dispositivos láser desarrollados por la Academia de Física de Ingeniería de China, como Shenguang III, se ha convertido en una importante plataforma experimental para la investigación de física de alta densidad de energía;
Entonces, ¿dónde está el cuello de botella para la comercialización de la fusión nuclear láser? Primero veamos los factores clave que afectan la fusión nuclear láser. La fusión nuclear láser se basa en reacciones de pulso rápido, y cada vez requiere mucha energía externa. El National Ignition Facility (NIF) en los Estados Unidos utiliza 192 vigas láser, cada una con una energía de aproximadamente 1.2 MJ y una energía total de aproximadamente 230 MJ. La duración del pulso láser es de unos pocos nanosegundos, la potencia máxima excede los 500 TW, y la calidad del haz es muy alta, con un valor m² de menos de 1.1. La generación de energía comercial requiere alta potencia, alta eficiencia y bajo costo, lo que pone altas demandas sobre la potencia, la calidad del haz, la estabilidad y el costo del láser.
En la actualidad, las empresas e instituciones de investigación en varios países están comprometidas con el desarrollo de la tecnología de generación de energía de fusión nuclear láser, pero a darse cuenta de la comercialización del poder de la fusión nuclear, aún se necesitan esfuerzos. Afortunadamente, China ha formulado un plan estratégico para la fusión nuclear láser, y están involucrados más instituciones de investigación científicas y personal. La inversión de la industria y la atención del capital avanzarán rápidamente el proceso de comercialización. Esperamos presenciar esta revolución de la energía limpia juntos.
