Récord mundial en fusión nuclear artificial

La fusión nuclear es el proceso mediante el cual el Sol y las estrellas producen luz y calor. La energía se genera fusionando entre sí núcleos de átomos, lo que forma un núcleo atómico de un elemento químico más pesado.

La fisión nuclear, en cambio, obtiene energía fragmentando ciertos núcleos atómicos pesados. Este es el proceso que usan hoy en día todas las centrales nucleares en servicio.

Una de las principales ventajas de la fusión nuclear artificial es que no genera residuos peligrosos como sí lo hace la fisión. Además, el combustible nuclear para la fusión es simplemente hidrógeno, abundante y sin ser radiactivo como sí lo son el uranio, el plutonio y otros elementos utilizados como combustible para la fisión y que no resultan fáciles de obtener.

Por desgracia, el desarrollo de un reactor nuclear de fusión nuclear es un reto tecnológicamente mucho más difícil de lo que lo fue el de los reactores de fisión nuclear. La fusión solo puede darse a temperaturas y presiones sumamente altas. Además, no basta con conseguir que funcione sino que la central de fusión nuclear que se construya debe suministrar electricidad a un precio lo bastante barato como para resultar competitivo.

Uno de los retos a los que se enfrentan los diseños de reactor de fusión nuclear es regular el flujo de calor y de partículas en el interior del reactor. Particularmente problemática ha venido siendo la gestión del plasma ultracaliente, el cual debe mantenerse confinado mediante un campo magnético.

El equipo de científicos del reactor experimental de fusión nuclear europeo JET ha logrado un gran éxito en el camino hacia la producción de energía mediante plasmas de fusión nuclear. En el reciente experimento que ha batido el récord, las reacciones de fusión en el JET liberaron un total de 59 megajulios de energía en forma de neutrones durante una fase de cinco segundos de descarga de plasma. Expresado en unidades de potencia (energía por tiempo), el JET alcanzó una potencia de algo más de 11 megavatios de media durante cinco segundos. El anterior récord de energía, establecido en 1997, era de algo menos de 22 megajulios de energía total y 4,4 megavatios de potencia en promedio durante cinco segundos.

Sección del interior del JET con una imagen superpuesta de plasma. (Imágenes: UKAEA)

El JET está emplazado en Culham, cerca de Oxford, en el Reino Unido. JET fue diseñado y construido conjuntamente por los miembros del programa europeo de fusión EUROfusion y ha sido dirigido conjuntamente desde 1983.

El equipo que ha realizado este histórico experimento, en el que también participan investigadores del Instituto Max Planck para la Física del Plasma en Alemania, ha utilizado el combustible que será el típico de las futuras centrales de fusión nuclear.

Se trata del primer experimento de este tipo en el mundo en más de 20 años.

Siguiendo el ejemplo del Sol, las centrales de fusión están diseñadas para fusionar deuterio y tritio, los isótopos del hidrógeno, y liberar grandes cantidades de energía en el proceso. La única central del mundo capaz de funcionar con ese combustible es la europea JET. Sin embargo, los últimos experimentos con este combustible para futuras centrales de fusión se realizaron allí en 1997. Debido a que el tritio es una materia prima muy escasa que además plantea problemas especiales de manipulación, los equipos de investigación suelen utilizar hidrógeno o deuterio para los experimentos con plasma. En las futuras centrales, el tritio se formará a partir del litio durante la producción de energía y de este modo su obtención ya no será un problema. (Fuente: NCYT de Amazings)