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Redacción
Martes, 13 marzo 2018
Ingeniería

Nuevo y prometedor diseño de reactor de fusión nuclear

El actual progreso hacia el sueño largamente anhelado de la energía nuclear de fusión, una fuente potencialmente inagotable y carente de emisiones de carbono así como de la radiactividad asociada a la fisión nuclear, podría estar a punto de dar un espectacular salto adelante. Un proyecto basado en nueva tecnología tiene por meta construir una central piloto funcional de fusión nuclear en el plazo de 15 años.

 

El proyecto lo impulsa la colaboración entre el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, y una compañía privada, Commonwealth Fusion Systems (CFS).

 

 

En la fusión nuclear, el proceso responsable de la energía generada por el Sol y las demás estrellas, intervienen núcleos atómicos de elementos ligeros, como el hidrógeno, fusionándose entre sí con el resultado de la formación de elementos más pesados, como el helio, liberando en el proceso cantidades prodigiosas de energía y sin el riesgo de contaminación radiactiva inherente a la fisión nuclear. La fusión nuclear produce energía neta solo a unas temperaturas extremas de cientos de millones de grados centígrados, demasiado elevadas para que cualquier material sólido las soporte. Para superar esta imposibilidad de usar materiales sólidos en los puntos más calientes de un reactor de fusión, los investigadores utilizan campos magnéticos que mantienen en su lugar al plasma caliente, una especie de sopa gaseosa de partículas subatómicas, evitando que entre en contacto con cualquier parte de la cámara en forma de dónut.

 

La nueva iniciativa pretende construir un dispositivo compacto capaz de generar 100 millones de vatios, o sea 100 megavatios (MW), de energía de fusión. Este reactor experimental de fusión nuclear se llama SPARC.

 

Se espera que el proyecto complemente las investigaciones planeadas para la gran colaboración internacional del proyecto ITER, con un reactor de fusión nuclear actualmente en construcción en el sur de Francia y que es el experimento de fusión más grande del mundo. Si tiene éxito, se espera que el ITER empiece a producir energía de fusión hacia el 2035.

 

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Visualización del futuro reactor nuclear experimental SPARC. (Imagen: Ken Filar, PSFC)

 

Usando electroimanes basados en materiales superconductores que hace muy poco tiempo han pasado a estar disponibles comercialmente, se logrará producir una quinta parte de la energía de fusión del ITER, pero en un dispositivo mucho más pequeño que la quinta parte del volumen del ITER. Los electroimanes producirán un campo magnético cuatro veces más fuerte que el empleado en cualquier experimento actual de fusión, permitiendo multiplicar por diez o más la producción de energía de un reactor de tipo tokamak de cualquier tamaño. La clase tokamak de reactores se llama así por el nombre ruso del primero de este tipo, desarrollado en Rusia en la década de 1960.

 

El trabajo del MIT y Commonwealth Fusion Systems logrará, si todo va según el plan, los hitos técnicos esenciales necesarios para acabar fabricando un prototipo a escala completa de una planta de energía de fusión nuclear que podría situar al mundo en un camino hacia la disponibilidad de inmensas cantidades de energía sin el alto grado de emisiones de carbono asociado a los combustibles fósiles.

 

Si las centrales de fusión nuclear se acaban implantando lo suficiente por el mundo, podrían satisfacer una parte sustancial de las crecientes necesidades energéticas del mundo, frenando al mismo tiempo las emisiones de gases de efecto invernadero que están causando el cambio climático global.

 

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