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El primer reactor de fusión nuclear podría estar operativo en 2025

El primer reactor de fusión nuclear podría estar operante en 2025
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José Manuel NievesJosé Manuel Nieves

El sueño podría estar a punto de convertirse en sinceridad. Y luego de más de dos décadas de intenso trabajo y resultados contradictorios, podríamos estar ya a las puertas del primer reactor nuclear de fusión viable, uno que produzca más energía de la que consume. Será, según una serie de siete nuevos estudios recién publicados en la revista Journal of Plasma Physics, en el año 2025. Si para entonces se consigue un reactor operante, estaremos a un paso de ser capaces de difundir una cantidad masiva de energía totalmente limpia.

La gran diferencia entre los actuales reactores de fisión nuclear y los de fusión es que los primeros obtienen energía a colchoneta de romper (fisionar) núcleos atómicos muy pesados, como los de celeste. Romper la cohesión de esos núcleos libera una gran cantidad de energía, pero asimismo de peligrosa radiación.

La fusión nuclear, por el contrario, une núcleos atómicos muy ligeros para formar otros más pesados. Cuando la masa de los átomos resultantes es pequeño que la de los átomos que participaron en su creación, el exceso de masa se convierte en energía, liberando una cantidad extraordinaria de luz y calor y sin emitir radiación alguna. La fusión siquiera produce gases de objeto invernadero, como el dióxido de carbono, ni siquiera genera otros contaminantes. Y el combustible necesario, el hidrógeno, es lo suficientemente profuso en la Tierra como para satisfacer todas las deyección energéticas de la humanidad durante millones de primaveras.

A imagen y relación de las estrellas

Fusionar hidrógeno es, precisamente, lo que hacen el Sol y muchas estrellas para obtener su energía. Gracias a su enorme compromiso, en sus corazones ardientes los átomos de hidrógeno se unen y crean helio, liberando en el proceso, entre otras cosas, la energía necesaria para sostener la vida en nuestro planeta.

El principal problema para imitar ese proceso aquí, en la Tierra, es que, a errata de la inmensa compromiso solar, se necesita una enorme cantidad de energía para apremiar a los átomos a fusionarse, cosa que ocurre a temperaturas de por lo menos 110 millones de grados. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que ese tipo de reacciones nucleares, las de fusión, son capaces de difundir mucha más energía de la que requieren. Pero hasta ahora el comprobación había sido gafe. Es opinar, se gastaba más energía para inducir la fusión de la que el propio proceso generaba.

“Prácticamente todos nosotros participamos en esta investigación -dice Martin Greenwald, físico del plasma del MIT, y uno de los líderes en el expansión del nuevo reactor- porque estamos tratando de resolver un problema total en realidad serio. Queremos tener un impacto en la sociedad. Necesitamos una posibilidad para el calentamiento total o, de lo contrario, la propia civilización estará en peligro. Y parece que esto podría ser una posibilidad”.

Otro de los problemas que se han tenido que afrontar durante los últimos 20 primaveras es el del “confinamiento del plasma“. De hecho, no existe sobre el planeta un material capaz de contener un material, el plasma, a más de cien millones de grados. Por eso, la mayoría de los reactores experimentales de fusión utilizan un diseño ruso en forma de rosquilla llamado “tokamak”, que usa poderosos campos magnéticos para confinar el plasma, una cúmulo de gas ionizado, a temperaturas extremas, lo suficientemente altas como para que los átomos se fusionen.

El reactor SPARC, operante en 2025

El nuevo reactor práctico, llamado SPARC, está siendo desarrollado por científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la empresa Commonwealth Fusion Systems. Si tiene éxito, SPARC se convertiría en el primer reactor capaz de utilizar el propio calor generado en las fusiones para surtir la fusión en marcha, sin indigencia de inyectar energía adicional.

Sin confiscación, nadie hasta ahora ha sido capaz (singular del Sol y las estrellas) de rendir el poder de la fusión del plasma en una reacción controlada. Y se necesita, por lo tanto, más investigación antaño de que SPARC lo consiga. El tesina, animado en 2018, se empezará a construir el próximo mes de junio y el reactor será operante, según los investigadores, en 2025.

Eso significa que SPARC empezará a funcionar mucho antaño que el tesina de energía de fusión longevo del mundo, llamado Reactor Termonuclear Práctico Internacional (ITER), que fue concebido en 1985, se empezó a construir en 2013 en Cadarache (Francia) y no generará una reacción de fusión hasta por lo menos el año 2035.

El reactor del MIT, encima, utilizará una nueva coexistentes de imanes superconductores de adhesión temperatura que solo están disponibles desde hace unos cinco primaveras, mucho luego de que ITER fuera diseñado, y que pueden producir campos magnéticos mucho más potentes y en reactores mucho más pequeños y baratos que el ITER.

Una forma de reemplezar las fuentes fósiles

En los siete nuevos estudios, en los que se describe al detalle el diseño del reactor, se explica que SPARC será capaz de difundir diez veces más energía de la que necesita para funcionar.

El tremendo calor de la fusión, en objeto, generaría vapor, que se usaría para impulsar una turbina y un dinamo eléctrico, del mismo modo en que se hace en muchas centrales eléctricas actuales. “Las plantas de energía de fusión – explica Greenwald- podrían ir reemplazando una a una las actuales plantas de combustibles fósiles, y no sería necesario reestructurar las redes eléctricas“, como sucede con la energía solar o la eólica, que “no se adaptan proporcionadamente al diseño coetáneo de las redes eléctricas”.

Los investigadores esperan que las futuras plantas de energía de fusión inspiradas en SPARC sean capaces de difundir entre 250 y 1.000 megavatios de electricidad. “En el mercado energético coetáneo de los Estados Unidos -dice el investigador- las plantas de energía suelen difundir entre 100 y 500 megavatios”.

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