El avance de la fusión nuclear abre la puerta a una energía limpia y casi ilimitada

El reactor JET, con sede en el Reino Unido, produjo 59 megajulios de energía durante una ráfaga de fusión nuclear de cinco segundos

Samuel Lovett
jueves 10 febrero 2022 19:45
<p>El reactor JET se basa en un tokamak, en el que la fusión se produce dentro de un río de plasma al rojo vivo </p>

El reactor JET se basa en un tokamak, en el que la fusión se produce dentro de un río de plasma al rojo vivo

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Un experimento científico que imita el modo en que el Sol se alimenta a sí mismo estableció un nuevo récord de generación de energía, en un avance que plantea la posibilidad de desarrollar algún día una fuente de energía casi ilimitada.

El reactor JET (Joint European Torus) del Reino Unido, situado en Oxford, produjo 59 megajulios de energía durante un estallido de fusión nuclear de cinco segundos, duplicando el récord anterior de 21,7 megajulios establecido por la instalación en 1997.

La fusión, el proceso que impulsa a las estrellas, reúne átomos de hidrógeno a temperaturas 10 veces superiores a las del Sol, que luego se unen para liberar una gran cantidad de energía y formar nuevos elementos.

“Hemos demostrado que podemos crear una miniestrella dentro de nuestra máquina y mantenerla ahí durante cinco segundos y obtener un alto rendimiento, lo que realmente nos lleva a un nuevo reino”, explicó el Dr. Joe Milnes, jefe de operaciones del laboratorio del reactor.

En teoría, la fusión nuclear no requiere abundancia de combustibles y solo genera cantidades muy pequeñas de residuos radiactivos de corta duración. Y lo que es más importante, no produce gases de efecto invernadero.

El avance del JET, gestionado por la UKAEA (Autoridad de la Energía Atómica del Reino Unido), abre la puerta a que un día se pueda producir una fuente de energía casi ilimitada -y limpia- que pueda utilizarse para alimentar nuestros hogares, autos y ciudades.

Sin embargo, aprovechar las fuerzas que intervienen en la fusión nuclear es un reto enorme, y aún queda mucho camino por recorrer antes de que este tipo de energía sea accesible de forma práctica.

Se necesitan temperaturas de más de 100 millones de grados Celsius para fusionar los núcleos atómicos y generar la liberación de energía. Ningún material de la Tierra puede soportar la exposición directa a niveles de calor tan elevados.

Por ello, los científicos del JET han construido un campo magnético en forma de rosquilla que mantiene en su sitio el “combustible” de la reacción de fusión -los átomos de hidrógeno deuterio y tritio- que pasa a formar una nube de gas altamente ionizada llamada plasma.

La fusión se produce dentro de este río de plasma al rojo vivo, que corre por el interior de la máquina del JET, conocida como tokamak, antes de liberar una ráfaga de energía junto con otros elementos, como el helio.

En un experimento realizado en el JET el pasado otoño, se produjeron alrededor de 59 megajulios, u 11 megavatios, de energía -suficiente para alimentar unos 60 hervidores de agua- en una ráfaga de cinco segundos.

Debido al complejo montaje de las instalaciones del JET, el experimento consumió más energía para crear la reacción de fusión de la que produjo.

Sin embargo, Ian Fells, profesor emérito de conversión de energía de la Universidad de Newcastle, describió el resultado como “un hito en la investigación de la fusión”, y otros científicos han dicho que vale la pena luchar por este tipo de energía para “proteger el planeta para las generaciones futuras”.

De hecho, 1 kg de combustible de fusión contiene unos 10 millones de veces más energía que 1 kg de carbón, petróleo o gas.

“Nuestro mundo necesita la energía de fusión”, afirma Ian Chapman, director general de la UKAEA. “Estamos construyendo el conocimiento y desarrollando la nueva tecnología necesaria para ofrecer una fuente de energía de carga base baja en carbono y sostenible que ayude a proteger el planeta para las generaciones futuras”.

El planteamiento que se ha puesto en marcha en la instalación JET, situada en Culham (Oxfordshire), es la culminación de casi 40 años de trabajo, y se está reproduciendo en el ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional), una versión más grande y avanzada del JET.

El ITER es un proyecto de investigación sobre la fusión que cuenta con el apoyo de siete miembros -China, la Unión Europea, India, Japón, Corea, Rusia y EE.UU.- y tiene su sede en el sur de Francia.

Los investigadores afirman que los recientes resultados del JET respaldan el desarrollo del proyecto ITER, cuyo objetivo es empezar a quemar combustible de deuterio-tritio en 2035 y generar más energía de la que consume.

El JET no puede funcionar más de cinco segundos porque sus electroimanes se calientan demasiado. Para el ITER se utilizarán imanes superconductores refrigerados internamente.

El Dr. Mark Wenman, lector de materiales nucleares en el Imperial College de Londres, señaló: “Estos nuevos y emocionantes resultados del JET demuestran claramente que se puede conseguir en un tokamak similar al nuevo dispositivo ITER, más grande y potente”.

“Para mí, esto significa que podemos esperar grandes cosas del ITER, y que la energía de fusión ya no es solo un sueño del futuro lejano: la ingeniería para convertirla en una fuente de energía útil y limpia es posible y está ocurriendo ahora”.

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