El tritio es escaso. Básicamente no está ahí.
Lo necesitamos para la fusión nuclear, obviamente. Los reactores tokamak con forma de rosquilla funcionan con una mezcla de deuterio y tritio. ¿Deuterio? Estable, en todas partes. ¿Tritio? Radiactivo, fugaz, casi invisible en la Tierra, excepto por los rastros nacidos de los rayos cósmicos en nuestra atmósfera superior.
Cuando esos dos isótopos de hidrógeno se fusionan, la recompensa es buena. Un núcleo de helio, un neutrón libre, 17,6 millones de electronvoltios de energía liberada. La velocidad de reacción es alta. El rendimiento es enorme.
Es lo mejor que tenemos para la energía de fusión.
Pero no se puede alimentar una futura red eléctrica con cantidades mínimas. Los científicos necesitan “criar” más.
Ingresan las computadoras cuánticas. No cualquier supercomputadora; específicamente, un enfoque centrado en lo cuántico tomado de un campo totalmente diferente.
“Las computadoras cuánticas son herramientas clave que aceleran el descubrimiento… necesario para producir suficiente trit.”
Tom Beck, Laboratorio Nacional de Oak Ridge
La Clínica Cleveland ha estado utilizando estas técnicas para simular proteínas. Investigadores de Oak Ridge, IBM y Michigan State pensaron que podrían aplicar el mismo músculo a la fusión. Recurrieron a una sustancia llamada FLiBe.
¿Qué es FLiBe? Una sal fundida. Fluoruro de litio y fluoruro de berilio mezclados.
En un reactor, FLiBe se encuentra en la “manta de reproducción”. Absorbe los neutrones perdidos de la reacción de fusión y convierte el litio en tritio fresco. Sencillo en teoría. Complicado en la práctica porque las interacciones atómicas dentro de esa sal fundida son una pesadilla para calcular usando la física clásica.
Entonces el equipo dejó sueltos los simuladores cuánticos.
Encontraron nueve configuraciones moleculares distintas. Sólo nueve.
¿Por qué esto importa?
Antes de esto, había que adivinar. Mezclaste sales en un laboratorio, las calentaste a temperaturas infernales, esperaste a ver si algo explotaba o producía combustible y rezaste para obtener datos. Fue lento. Fue caro. A menudo no conducía a ninguna parte.
¿Ahora? Pueden ver la estructura electrónica. El comportamiento atómico. La fuerza del vínculo. Todo en silicona.
Saben qué configuraciones valen la pena incluso antes de calentar la sal.
¿Está hecho? No. Este es un trabajo de simulación. Una preimpresión en arXiv, nada más todavía. Todavía tienen que volver al mundo físico para ver si los átomos realmente se comportan como predice el modelo cuántico.
Fusion lleva décadas estancada en el laboratorio. Claro, Lawrence Livermore finalmente alcanzó el punto de equilibrio a fines de 2032; espere, 2022. Sale más energía que entra. Y mantenemos el plasma más caliente por más tiempo; un récord reciente fue de 1.337 segundos, lo que parece una eternidad para la física del plasma.
Pero nada de eso significa mucho si te quedas sin combustible.
Jerry Chow de IBM llama a esto “práctico”. Tal vez. Las computadoras cuánticas aún no son perfectas, escalarlas sigue siendo un dolor de cabeza y simular la química no es lo mismo que construir una planta de energía.
Sin embargo, es un paso prometedor. Uno en el que la computadora deja de adivinar y comienza a señalar el camino.
¿Qué pasa cuando las pruebas de laboratorio fallan? No lo sabemos todavía. Pero las herramientas son más afiladas que antes.
