Un gran paso para la fusión nuclear: los investigadores superan el límite teórico de densidad del plasma dentro de un tokamak

Se considera la fuente definitiva de energía para la humanidad. La energía procedente de la fusión nuclear podría acabar con cualquier problema de producción de energía. Esta tecnología es como diseñar un “sol artificial”. Pero por el momento, los científicos todavía están intentando controlarlo.

Actualmente, los reactores tokamak son los que muestran los mayores avances. Es una estructura que utiliza una configuración de campo magnético toroidal (tomando la forma de un rosquilla). Gracias a él, los átomos se calentarán y concentrarán para crear colisiones durante las cuales dos átomos se fusionarán para formar una sola entidad. Esta reacción libera una gran cantidad de energía.

La densidad teórica de confinamiento magnético se superó en un 20%

Para funcionar, los reactores de fusión utilizan dos isótopos de hidrógeno: deuterio y tritio. Son átomos de hidrógeno (un protón y un electrón), pero su número de protones varía. Tienen uno y dos neutrones respectivamente, mientras que un átomo de hidrógeno clásico no tiene ninguno. Bajo la acción del calor (hasta 100 millones de grados), los elementos forman un plasma en el que chocan.

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Y es precisamente en torno a este plasma que investigadores chinos y estadounidenses han logrado dar un nuevo paso hacia el uso comercial de la fusión nuclear, indica el South China Morning Post. Durante un experimento en un tokamak experimental en San Diego, los científicos lograron superar el límite teórico de densidad del plasma en 2,2 segundos.

Durante este corto tiempo, detallan los investigadores en un artículo publicado en la revista Nature, la densidad media del plasma fue un 20% superior a la del límite de Greenwald. Éste es un límite más allá del cual el confinamiento magnético se vuelve inestable. Sin embargo, esta inestabilidad influye directamente en la eficiencia del reactor.

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Para lograrlo, los investigadores establecieron un gradiente de densidad. Es decir, la densidad del plasma era mayor en el centro del tokamak y menor en la parte exterior del reactor.

Mejora de la calidad de la contención de energía.

Hasta ahora, cuando se alcanzaba el límite de Greenwald, la calidad del confinamiento magnético disminuía. Lo que genera un “pérdida repentina y completa de energía plasmática”, explica el equipo de investigación en el artículo. El único problema es que la densidad del plasma está directamente relacionada con la cantidad de energía producida.

Por tanto, este descubrimiento es de capital importancia con la esperanza de hacer de la fusión nuclear una fuente fiable de energía. Sobre todo porque la experiencia también ha demostrado que este método permite obtener una calidad de confinamiento energético revisada al alza en un 50%.

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“El régimen operativo que describimos cumple con algunos requisitos críticos de muchos diseños de reactores de fusión en todo el mundo y proporciona un camino potencial hacia un punto operativo para producir energía de fusión económicamente atractiva”.concluye el artículo.

Este descubrimiento podría ayudar especialmente al desarrollo del proyecto piloto ITER. Este reactor experimental, instalado en Francia, se convertirá en el tokamak más grande del mundo. Su puesta en funcionamiento, prevista para 2030, debería permitir demostrar la viabilidad de la fusión nuclear para convertirla en una fuente de energía limpia e infinita.