La fusión nuclear cada vez se acerca más a ser una realidad, en especial después de que un reactor chino modelo Tomakak consiguiera alcanzar una temperatura superior a los 100 millones de grados centígrados, casi siete veces mayor a la del núcleo del Sol.
Esta alta temperatura constituía el primer obstáculo para producir energía gamma necesaria para la fusión nuclear. Con el calor que produce una estrella, átomos ligeros empiezan a fusionarse para dar origen a núcleos más pesados. En el proceso, se liberan enormes cantidades de energía que arrojan muy pocos residuos.
Una agencia de noticias china reportó que el reactor de fusión termonuclear Tokamak Superconductor Experimental Avanzado (EAST, por sus siglas en inglés), alcanzó una temperatura lo suficientemente elevada como para hacer posible las reacciones químicas de la fusión nuclear.
Aunque el reactor se limitó a generar temperaturas altas, y no se procedió a experimentar con átomos, este avance podría sentar las bases para ejecutar la fusión nuclear en un futuro cercano. Así lo explica el Instituto de Ciencia Física de Hefei, dependiente de la Academia de Ciencias de China (CASHIPS) y encargado del proyecto.
EAST colabora con otro proyecto más ambicioso, el ITER, que conglomera esfuerzos de 35 países para crear un reactor capaz de generar la fusión de átomos. Actualmente, EAST es el único artefacto capaz de alcanzar temperaturas tan altas.
¿Qué es la fusión nuclear?
Para la comunidad científica, la fusión nuclear es mejor solución energética del futuro. En teoría, es una fuente limpia que produce energía prácticamente ilimitada.
Esta modalidad de la energía nuclear busca replicar los procesos químicos que ocurren en el interior de las estrellas. A temperaturas casi inimaginables, átomos ligeros se combinan para crear núcleos más pesados, que liberan enormes cantidades de energía que alimentan a los planetas que les rodean.
Los científicos explican que estas complejas reacciones químicas se pueden generar con elementos muy comunes en la tierra, como el hidrógeno y el litio, o más específicamente con sus isótopos, deuterio y tritio. Estos pueden ser obtenidos del mar o de la corteza terrestre.
Hasta el momento, el principal reto al momento de fabricar un reactor funcional para generar la fusión nuclear, eran las temperaturas estelares que debían crearse. Sin embargo, EAST sienta un precedente importante para los experimentos futuros.
A estas temperaturas, los elementos pueden pasar al cuarto estado de la materia: el plasma. En esta modalidad, las partículas se mueven a tal velocidad y chocan con tanta potencia, que los electrones se separan de los núcleos de los átomos y forman un conjunto ionizado.
Ahora el reto es mantener estas temperaturas estables por el mayor tiempo posible, para que la fusión nuclear sea continua y el proceso no se interrumpa.
La solución de los campos magnéticos
Llegar a temperaturas tan altas representa un gran riesgo, ya que podrían fácilmente derretir las paredes del reactor y liberarse para originar una tragedia en el exterior.
La solución a la que llegaron los científicos es utilizar campos electromagnéticos para hacer que la energía circule sin chocar de las paredes del reactor. Es un sistema similar al que usa el planeta Tierra al momento de desviar el viento solar a los polos.
Los avances en esta materia proyectaban que la fusión nuclear pudiese convertirse en un fenómeno comercial en 2050. Sin embargo, nuevos experimentos adelantan esta previsión al 2030.
Los investigadores del Plasma Science & Fusion Center del Massachusetts Institute of Technology (MIT), junto con Commonwealth Fusion Systems, presentaron un plan para concretar esta tecnología en 2025.
Se trata de la construcción de súper imanes, capaces de crear campos magnéticos más potentes que mantengan el plasma aislado de la materia exterior. La propuesta consiste en una especie de cintas que producen mayor rendimiento en los imanes.
Con un campo electromagnético de mayor potencia, la fusión nuclear puede ocurrir en espacios más reducidos y mantenerse por más tiempo.
Además, se ha avanzado también en materia de superconductores, materiales que permiten que la energía se traslade de un lugar a otro de forma eficiente. Los más recientes creados, pueden operar a altas temperaturas y serán utilizados en proyectos como ITER.
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