Especialistas de Estados Unidos continúan avanzando en la investigación sobre un proyecto de reactor de fusión de nueva generación, que ha sido denominado Sparc. Su objetivo es crear y confinar un plasma que produzca energía neta de fusión y libre de emisiones. Se debe comenzar a construir en junio de 2021.
Hace dos años y medio, el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) y la empresa Commonwealth Fusion Systems firmaron un contrato de investigación para elaborar el proyecto Sparc.
Sparc consiste en un tokamak (cámara experimental que se usa para aprovechar la energía de fusión) que tiene una combustión compacta y un buen campo. Sus creadores confían en que, gracias a los resultados de su investigación hasta ahora, se tenga una buena base para seguir adelante y construirlo. De este modo, se estaría sumando a otros adelantos.
Recientemente se publicaron 7 artículos de investigación que 47 especialistas de 12 instituciones escribieron y que salieron en un número especial del Journal of Plasma Physics. Los artículos, registró Europapress, explican la base física tanto teórica como empírica del nuevo sistema de fusión.
De acuerdo con Martin Greenwald, subdirector del Centro de Fusión y Ciencia del Plasma del MIT, y uno de los principales científicos del proyecto, los artículos inspiran confianza en la física del plasma y los estudios de rendimiento de Sparc. El investigador agregó que no ha habido obstáculos ni sorpresas, y que también aspiran a poder manejar lo que falta por hacer.
Se espera que Sparc sea el primer dispositivo experimental en lograr un ‘plasma ardiente’, es decir, una reacción de fusión autosostenida en la que diferentes isótopos del elemento hidrógeno se fusionan para formar helio, sin la necesidad de ningún aporte adicional de energía.
A su vez, se considera muy importante estudiar el comportamiento de este plasma en llamas —algo que no se ha hecho antes de manera controlada—. Permitiría construir un prototipo funcional de una planta práctica y generadora de energía.
Las plantas de energía de fusión podrían disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero del sector de generación de energía.
De acuerdo con el Organismo Internacional de Energía Atómica, más de 50 Estados miembros están haciendo investigaciones sobre fusión nuclear controlada y física del plasma. El reto es demostrar que la fusión es científicamente viable como fuente de energía. Para la investigación y el desarrollo de la fusión se necesitan aparatos muy grandes, complejos y costosos. También la colaboración internacional.
ITER en Francia
El proyecto ITER es considerado uno de los proyectos energéticos más ambiciosos del mundo. ITER significa Reactor Experimental Termonuclear Internacional.
De acuerdo con el Foro de la Industria Nuclear Española, “el proyecto ITER intenta demostrar la viabilidad de la fusión como fuente de energía a gran escala”.
El ITER se está construyendo en Cadarache, en el sur de Francia. Cuenta con la colaboración de 35 países, entre ellos, Japón, Rusia, Estados Unidos, China, la Unión Europea. El objetivo es construir el tokamak más grande del mundo.
La construcción de la instalación empezó en 2010 y la primera fase de ensamblaje debió comenzar en 2018. Luego irían por etapas, que implican la puesta en marcha, el primer plasma y la operación de fusión de DT. Con respecto a este último punto, la reacción de fusión considerada más eficiente se conoce como DT, precisamente. Esta se produce entre dos isótopos de hidrógeno, que son deuterio -D- y tririo -T-.
El ITER es “un dispositivo de fusión magnética diseñado para demostrar la viabilidad de la fusión como fuente de energía a gran escala y libre de emisiones de carbono. Se basa en el mismo principio por el cual el Sol y las estrellas generan su energía”.
| Imagen de la mecánica de fusión dentro del núcleo (ITER.org)
La cantidad de energía que puede producir un tokamak es el resultado directo del número de reacciones de fusión que se producen en su núcleo. Los científicos saben que cuanto más grande es la vasija en la que se contiene, mayor es el volumen del plasma. Por lo tanto, mayor será el potencial de la energía de fusión. El tokamak de ITER tiene un volumen de plasma diez veces superior al dispositivo en funcionamiento más grande actualmente.
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