El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore estrenó El Capitán, la máquina más rápida del mundo, para simular plasmas, mejorar los blancos de los láseres y acortar los plazos de la fusión por confinamiento inercial. El objetivo: convertir el hito de ganancia neta de energía de 2022 en un camino real hacia reactores que produzcan electricidad.
Estados Unidos acaba de sumar una nueva herramienta al rompecabezas más complejo de la energía: conseguir que la fusión nuclear sea práctica. El Departamento de Energía presentó El Capitán, un superordenador de potencia exaescala instalado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California. Con 1,742 exaflops de rendimiento y refrigeración líquida total, la máquina no solo encabeza la lista de las más veloces del planeta; también fue diseñada para abordar los problemas de física que todavía separan a la fusión del enchufe.
El reto nace en diciembre de 2022, cuando el mismo laboratorio logró por primera vez que una reacción de fusión produjera más energía de la que usaron los láseres para iniciarla. Ese experimento, realizado en la Instalación Nacional de Ignición, marcó un antes y un después: 192 haces de luz golpearon una diminuta cápsula de deuterio y tritio y generaron 3,15 megajulios frente a 2,05 megajulios entregados. La ganancia fue modesta y duró apenas una fracción de segundo, pero demostró que la física funciona. El problema, admiten los propios científicos, está en la ingeniería, los materiales y la repetición del proceso millones de veces al día con eficiencia económica.
Ahí entra El Capitán. La máquina, construida por Hewlett Packard Enterprise junto con AMD, permitirá modelar con un nivel de detalle inédito qué ocurre dentro del plasma cuando los láseres comprimen el blanco. Los investigadores necesitan entender cómo se propagan las inestabilidades, qué defectos microscópicos arruinan la implosión y cuánta energía se pierde en rayos X antes de que los núcleos de hidrógeno se fusionen. Hacer esos cálculos en horas en lugar de semanas acelera el diseño de nuevas cápsulas y diagnósticos, y ayuda a definir los requisitos de seguridad para experimentos de mayor rendimiento. El NIF, de hecho, está preparado solo para rendimientos de hasta 45 megajulios, por lo que cualquier salto de escala exigirá reforzar muros de hormigón de casi dos metros de espesor.
El superordenador también tiene una misión de seguridad nacional. El Capitán apoyará el programa de certificación del arsenal nuclear sin pruebas explosivas, el mismo que dio origen al NIF. Pero su capacidad de cálculo se abrirá además a estudios no clasificados sobre cambio climático, red eléctrica, descubrimiento de fármacos y energía de fusión, según detallaron sus responsables durante la presentación en noviembre de 2024.
El entusiasmo convive con la prudencia. Aunque la fusión no genera CO₂ ni desechos de vida larga y promete un combustible virtualmente inagotable, los obstáculos siguen siendo monumentales. Los láseres del NIF consumen mucha más energía de la que llega al blanco; en el experimento histórico, la energía entregada al combustible fue apenas una fracción de la usada para encender el sistema. Replicar la ganancia neta de forma sostenida, construir blancos perfectos a escala industrial y reducir costos son tareas que, según los directores del propio laboratorio, llevarán décadas.
Mientras Europa, China, Corea del Sur y Japón avanzan con el proyecto ITER en Francia, que busca demostrar la viabilidad de un tokamak de 500 megavatios pero no encenderá plasma antes de 2033, Estados Unidos apuesta por la vía láser y por la simulación exaescala para ganar tiempo. Como dijo la directora del Livermore, Kim Budil, controlar la energía de las estrellas es “uno de los desafíos científicos más importantes jamás afrontados por la humanidad”. El Capitán no encenderá una central mañana, pero sus billones de operaciones por segundo son, por ahora, el atajo más prometedor para entender qué falta para que ese sol artificial ilumine una ciudad.
