Hay vida más allá del ITER: un minirreactor experimental acaba de alcanzar los 100 millones de grados

La energía de una estrella en una esfera de un metro de diámetro. Algo semejante a esto es lo que se ha propuesto un equipo internacional de físicos que está desarrollando un minirreactor de fusión nuclear.

100 millones de grados. Un grupo de investigadores ha logrado superar los 100 millones de grados en el interior del ST40, un reactor de fusión nuclear tokamak. El ST40 es un reactor esférico compacto, su diámetro abarca tan solo unos 80 centímetros.

Detrás del logro se encuentran investigadores de la empresa británica Tokamak Energy Ltd, del Princeton Plasma Physics Laboratory, el Oak Ridge National Laboratory, y del Centro de Investigación Jülich de Alemania.

Forma de manzana. Además de su tamaño, el ST40 se distingue de otros tokamak (acrónimo ruso para referirse a reactores con cámaras toroidales con bobinas magnéticas) en su forma.

Mientras el toroide de reactores como el ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional) es convencional, es decir, tiene forma de “donut”, la sección de la cámara que contiene el plasma en el ST40 tiene forma de “D”, lo que al girar alrededor del eje central da al reactor una forma cercana a la esfera, como una manzana con su corazón como eje.

La energía del Sol. Los reactores nucleares son una de las grandes apuestas con las que cuenta la humanidad para lograr energía limpia, abundante y barata. Su funcionamiento a nivel atómico es semejante al que hace que las estrellas expulsen energía: la fusión de dos isótopos ligeros (deuterio y tritio) en un átomo más pesado (Helio).

La diferencia es que, mientras que en las estrellas es la gravedad la que hace que la fuerza que repele los átomos individuales se vea superada y los átomos se fusionen; en un reactor tokamak esto se consigue primero confinando los isótopos de hidrógeno en la cámara a través de campos magnéticos para dotarlos de suficiente densidad, y después calentándolos a suficiente temperatura como para crear un plasma que permita superar esta repulsión.

La barrera de los 100 millones de grados K (un equivalente energético de 8,6 kiloelectronvoltios) es clave a la hora de lograr el objetivo de la fusión de los átomos. Para lograrlo, los responsables del experimento concentraron la energía térmica en un breve periodo de tiempo. Además, utilizaron el “truco” de canentar los iones con carga positiva más que aquellos, el “modo ión caliente”, un mecanismo que ayuda a aumentar la reactividad y mejora el funcionamiento del tokamak.

Muchos caminos, una dirección. La energía de fusión está aún lejos. Al igual que ocurre en casos como el del experimento del National Ignition Facility (NIF) estadounidense, escalar este proceso será uno de los grandes retos. A esto hay que añadir la ventaja con la que cuenta el experimento del NIF que a finales del año pasado logró superar la barrera de la ignición (expulsar más energía de la introducida).

La tecnología empleada por el ST40 es semejante al que sirve de base para el SMART Tokamak (SMall Aspect Ratio Tokamak). Este reactor fue presentado por la Universidad de Sevilla como la apuesta española para batir el récord de los 100 millones de grados. Aunque llega tarde para el récord, aún es mucho lo que este diseño podría aportar.

Por ahora el ITER sigue siendo una de las grandes bazas internacionales para avanzar hacia la energía de fusión. La escala del ITER es muy superior a la de SMART y ST40, pero el experimento continúa su avance. La carrera hacia la fusión es incierta (quizá nunca la alcancemos) pero desde luego participantes no faltan en este esfuerzo colectivo.

Xataka.com                                                                                                                                                                              PABLO MARTÍNEZ-JUAREZ                                                                                                                                                          02 de junio de 2023

https://www.xataka.com/energia/hay-vida-alla-iter-minirreactor-experimental-acaba-alcanzar-100-millones-grados