Un equipo de investigadores de Alemania ha finalizado la construcción de un nuevo reactor de fusión experimental, que esperan superará todos los otros modelos en tener la reacción sostenida más largo, de acuerdo con la ciencia.
Los reactores de fusión nuclear tienen como objetivo replicar los procesos que tienen lugar dentro de las estrellas para obtener electricidad, la fusión de átomos ligeros (como el hidrógeno o helio) para formar elementos más pesados. La fusión nuclear es todavía experimental, y es poco probable que tendremos las centrales eléctricas comerciales antes de 2050, pero se está llevando a cabo (incluyendo proyectos como ITER), ya que produce una gran cantidad de energía utilizando una pequeña cantidad de combustible.
Se requiere tener los átomos en un plasma muy caliente (más de 100 millones de grados Kelvin), sin embargo, es algo que no se puede hacer a gran escala en el momento. Los científicos del Instituto Max Planck de Física del Plasma en Alemania, sin embargo, piensan que pueden tener una solución.
Para lograr el plasma de escaldado, los científicos suelen utilizar el láser para calentar el gas y el plasma es atrapado por un campo magnético. Mantener el plasma caliente y confinado es el principal reto tecnológico cuando se trata de reactores.
El modelo más común de los reactores nucleares se llama un tokamak, un dispositivo que confina el plasma en forma de donut. Para mantener el plasma en esta forma, los imanes fuertes rodean el reactor, y una corriente eléctrica es inducida en el plasma. Esta corriente limita severamente la tokamak, ya que puede hacer que el plasma liberarse del confinamiento magnético y dañar seriamente el reactor. La corriente sólo puede ser proporcionada en pulsos cortos, limitando el tiempo de fusión a sólo unos pocos minutos.
El otro modelo es llamado un stellarator. Stellarators fueron inventados por el físico estadounidense Lyman Spitzer en 1950, pero cayó en desgracia en la década de 1970 como los tokamaks estaban dando resultados mucho mejores. Obligan el plasma en un donut trenzado extraño, sin necesidad de una corriente eléctrica inducida por dentro, pero que requiere mucha más imanes y un diseño más complicado para mantener el plasma confinado.
La nueva máquina, del Instituto Max Planck, llamado Wendelstein 7-X (W7X), es un stellarator. Es el más grande del mundo a los 16 metros (52 pies) de diámetro y el equipo detrás que espera para evaluar la idoneidad de su diseño de reactores de fusión comerciales.
Se muestra el interior del reactor en 2011. IPP / Wolfgang Filser.
El 1 mil millones € ($ 1100 millones / 715 millones de £) reactor alemán tardó 19 años en completarse; tiene 425 toneladas métricas (470 toneladas estadounidenses) de los imanes superconductores, que deben ser enfriado a cero casi absoluto, y entre los imanes hay 250 puertos de alimentación y extraiga el combustible, para colocar los instrumentos de diagnóstico y para poder calentar el plasma dentro usando microondas. La construcción de una máquina tan compleja sólo podría hacerse utilizando software avanzado 3D. «Sólo se puede hacer en la computadora,» Thomas Klinger, líder del proyecto, dijo a la Ciencia. «No se puede adaptar cualquier cosa en el lugar.»
W7X debe ser capaz de operar con hasta 30 minutos de descarga de plasma. Si la máquina termina de hacerlo, se convertirá en un serio aspirante a la tecnología empleada en los reactores de fusión en el futuro. El récord actual es el tokamak francés «Tore Supra», con seis minutos y 30 segundos.
El reactor debe estar encendido antes de finales de noviembre, y en la actualidad está pendiente de aprobación por el visto bueno de la autoridad nuclear alemán.
Se puede extraer de un video de lapso de tiempo de la construcción del WX7 y una animación de cómo funciona en el vídeo a continuación:
