El último experimento del reactor JET, en Reino Unido, consiguió generar 59 megajulios durante 5 segundos, la mayor energía jamás alcanzada con un reactor de fusión. Este paso nos acerca a conseguir la energía masiva, limpia e inagotable de las estrellas aquí, en la Tierra
Ahora, investigadores europeos (incluidos varios
laboratorios de fusión españoles) han conseguido un nuevo hito en esta
‘carrera’: establecer con el reactor experimental Joint European Torus (JET) el
récord de energía de fusión, generando 59 megajulios durante 5 segundos.
Hacer realidad una fuente masiva,
limpia, segura e inagotable, es el objetivo
Como dato importante, a partir de
dos baterías de litio de teléfono móvil y un litro de agua podríamos generar
energía para una persona durante toda su vida.
En el interior de las estrellas,
millones de toneladas de núcleos de hidrógeno chocan entre sí a tremendas
temperaturas y presiones, uniéndose para crear un elemento más pesado y poco
contaminante, el helio, y neutrones de alta energía. Es así como nuestra
estrella genera de forma natural ingentes cantidades de luz y calor
En los futuros reactores de fusión para
provocar esta se utilizarán como combustible isótopos del hidrógeno, deuterio y
tritio. Actualmente, el deuterio se puede conseguir del agua del mar. Pero con
el tritio es un poco más complicado: se puede originar a partir del litio, que
es un elemento radiactivo (si bien, de baja activación). En el futuro, la
reacción de fusión provocará que se genere ‘in situ’ y de forma segura en el
interior de los reactores -sería físicamente imposible que ocurriera un
episodio similar al de Chernóbil o Fukushima en una planta de fusión, puesto
que un fallo provocaría, que la reacción se extinguiría por sí sola-. Pero por
ahora, casi todos los experimentos hasta la fecha, incluidos los que se llevan
a cabo en los famosos ‘Soles artificiales’ chinos, solo operan con deuterio.
Pero no todos.
«El JET es el único que puede operar
con deuterio y tritio a la vez», explica a Elena de la Luna, investigadora del
Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat)
y jefa de grupo de la campaña experimental en las instalaciones del JET,
ubicadas en Culham, cerca de Oxford (Reino Unido). «Pero este último es difícil
de manipular, y por ello tiene que pasar por muchos controles de seguridad». Y
eso lleva tiempo: el último experimento en las instalaciones con estos dos
isótopos combinados tuvo lugar en 1997. Entonces se consiguió llegar hasta los
21,7 megajulios durante cinco segundos. «Además, después de aquellos
experimentos, el JET se embarcó en una campaña de mejoras, incluido la
instalación en la primera pared de materiales que se utilizarán en ITER y a
ello le siguió una fase experimental donde tuvimos que aprender a utilizar el
JET después de todos los cambios introducidos».
Una ‘rosquilla’ que atesora el plasma
ardiente
Las mejoras de los últimos años
estaban encaminadas a que el JET fuese una réplica lo más parecida posible al
Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), un proyecto
internacional (con participación de China, la Unión Europea, Japón, Corea del
Sur, Rusia, India y Estados Unidos) que tiene como objetivo demostrar que la
energía de fusión puede ser una realidad y el paso previo para crear una planta
de fusión comercial que envíe toda esta energía a la red eléctrica de nuestros
hogares. ITER se está construyendo en Cadarache, una localidad al sur de
Francia, y está previsto que empiece los experimentos con deuterio y tritio en
2035. Y los números que promete son apabullantes: está previsto que en las
primeras pruebas alcance los 500 segundos (algo más de 8 minutos) de trabajo a
alta potencia y los 1.500 (25 minutos) a media potencia, en ambos casos con
temperaturas cercanas a los 150 millones de grados (10 veces la temperatura del
centro del Sol) y con ganancia energética (es decir, que la energía generada
sea mayor que la requerida para poner la reacción en funcionamiento, un hito
que aún no se ha conseguido).
«El JET es un ITER en pequeño -señala
De la Luna-, a escala diez uno». Ambos son de tipo tokamak, un diseño soviético
caracterizado por ser una especie de ‘rosquilla’ metálica en cuyo interior se
produce el ansiado plasma -un gas ionizado donde se produce la reacción de
fusión- que se confina gracias a la acción de unos ‘superimanes’ que crean un
enorme campo magnético, alcanzando las altas temperaturas que se producen en el
interior del Sol. Pero, aparte de ser más pequeña, JET cuenta con tecnología
más limitada. «Es una instalación con bobinas de cobre instaladas en los años
ochenta y que se tienen que refrigerar, por lo que la duración del plasma con
alta potencia de calentamiento está limitado a cinco segundos».
De ahí que la reacción durante el
experimento, realizado a finales del año pasado, ‘solo’ se mantuviera durante
ese pequeño lapso. «En realidad, en términos de estudio de la física, ese tiempo
nos permite estudiar el plasma casi de forma estacionaria», señala De la Luna.
Casi como si la reacción, que todavía no llegamos a comprender del todo, se
parase en el tiempo. Esos cinco segundos permitirán explorar cómo funciona la
fusión en la tierra en condiciones hasta ahora imposibles en los laboratorios y
que abrirán la puerta no solo a mejoras en el ITER, sino también en nuestra
comprensión del mundo. Entonces, ¿JET ha llegado a su límite? «Aún existen
muchas incógnitas que revelar para ITER. Y mientras sigue la construcción de
ITER, seguro que se nos ocurren nuevas preguntas que pueden ser contestadas con
experimentos en JET. Aún queda mucha investigación por hacer con este
dispositivo», señala De la Luna.
DIFERENCIAS CON OTROS EXPERIMENTO DE
FUSION
‘Soles Artificiales’ Chinos
China ha invertido mucho en energía de
fusión en los últimos años. Su ‘joya de la corona’ es el tokamak superconductor
avanzado experimental (EAST), que consiguió sostener el plasma durante 1.056
segundos (17 minutos) a una temperatura de 70 millones de grados Celsius.
Aunque estos datos puedan parecer mucho más interesantes que los del JET, la
proeza tiene ‘truco’: en el EAST solo se utilizó deuterio, por lo que no se
generaron niveles elevados de energía de fusión.
Láseres Estadounidenses apuntando a un
diminuto punto
Hace apenas dos semanas, la revista ‘
Nature’ publicaba las conclusiones del experimento del Laboratorio Nacional
Lawrence Livermore (California), en la Instalación Nacional de Ignición (NIF),
que conseguía alcanzar los 0,17 megajulios de energía (una cantidad que se
incrementó en pruebas posteriores, alcanzando los 1,3 megajulios). Aparte de la
evidente diferencia de potencia entre lo conseguido por el NIF y el JET, ambos
registran otras distinciones: mientras el modelo europeo es de tipo tokamak y
utiliza los superimanes para crear campos magnéticos que confinen el plasma (y
que sería más fácil de aplicar en futuros modelos comerciales), el
estadounidense se basa en el confinamiento inercial, apuntando varios potentes
láser a un punto microscópico (muy útil para la investigación básica, pero con
menos recorrido para aplicarse en reactores conectados a la red).
Fuente: abc.es
