Avance clave en fusión nuclear con un nuevo electroimán superconductor

La fusión nuclear, que ejerce de motor de nuestro Sol y de las demás estrellas, sucede cuando ciertas reacciones nucleares entre elementos químicos ligeros producen otros más pesados. La fisión nuclear, en cambio, obtiene energía fragmentando los núcleos atómicos de ciertos elementos pesados. La fusión es mucho más limpia y eficiente que la fisión, aunque también más difícil tecnológicamente. Existe un gran interés en crear un reactor de fusión nuclear capaz de generar electricidad de manera práctica. Las centrales eléctricas de fusión nuclear podrían abastecer de electricidad a la humanidad a bajo coste. El combustible que los reactores de fusión nuclear necesitarán proviene del agua, lo que evita la contaminación asociada al uso de uranio y otros elementos radiactivos típicamente utilizados en las centrales nucleares actuales (todas de fisión) y asegura una fácil disponibilidad de materia prima, a diferencia de lo que ocurre con el uranio y otros elementos.

 

Realizar la fusión nuclear por medios artificiales requiere temperaturas muy superiores a las que podría soportar cualquier material sólido. Se requiere un modo de capturar y mantener encerrado algo que está a unos cien millones de grados centígrados o más, suspendiéndolo de forma que no entre en contacto con nada sólido.

 

Esto se consigue mediante intensos campos magnéticos, que forman una especie de botella invisible para contener una sopa ultracaliente de protones y electrones, en estado de plasma. Como las partículas tienen carga eléctrica, son controlables por los campos magnéticos. Pero no es fácil lograr un sistema de contención que sea eficaz, seguro y que no consuma más electricidad que la que el reactor produce.

 

La colaboración entre el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, y la empresa estadounidense Commonwealth Fusion Systems (CFS) ha desembocado en la demostración con éxito de un nuevo electroimán superconductor, el más potente de su tipo.

 

El funcionamiento exitoso del nuevo electroimán supone la superación de un gran obstáculo hacia la fusión nuclear artificial comercialmente viable, después de décadas de muchos esfuerzos y pocos avances. Una vez demostrada con éxito la tecnología del nuevo electroimán, la colaboración entre el MIT y CFS está en camino de construir el primer dispositivo de fusión nuclear del mundo capaz de crear y confinar un plasma que produce más energía que la que consume. Este dispositivo de demostración, denominado SPARC, está previsto que se complete en 2025.

 

Esquema básico del SPARC, que aquí aparece acompañado de siluetas humanas para dar una idea del tamaño que tiene. (Imagen: T. Henderson, CFS / MIT-PSFC, 2020. CC BY-NC-ND 3.0)

 

"Los retos para hacer realidad la fusión son tanto técnicos como científicos", afirma Dennis Whyte, director del Centro de Ciencia del Plasma y Fusión del MIT, que colabora con CFS en el desarrollo del SPARC. Pero una vez que la tecnología esté probada, "resultará una fuente de energía inagotable y libre de carbono que se podrá instalar en cualquier lugar y en cualquier momento". (Fuente: NCYT de Amazings)