Rudolf Cole
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Una empresa privada de fusión nuclear ha calentado un plasma de hidrógeno a 27 millones de grados Fahrenheit (15 millones de grados Celsius) en un nuevo reactor por primera vez, más caliente que el núcleo del sol..
Tokamak Energy, con sede en el Reino Unido, dice que la prueba de plasma es un hito en su búsqueda por ser la primera en el mundo en producir electricidad comercial a partir de energía de fusión, posiblemente para 2030.
La compañía, que lleva el nombre de la cámara de vacío que contiene la reacción de fusión dentro de poderosos campos magnéticos, anunció la creación del plasma supercaliente dentro de su reactor de fusión ST40 experimental a principios de junio..
La prueba exitosa, la temperatura de plasma más alta alcanzada hasta ahora por Tokamak Energy, significa que el reactor ahora se preparará el próximo año para una prueba de un plasma aún más caliente, de más de 180 millones de grados F (100 millones de grados C)..
Eso pondrá al reactor ST40 dentro de las temperaturas de operación necesarias para la fusión nuclear controlada; la compañía planea construir un reactor adicional para 2025 que producirá varios megavatios de energía de fusión.
"Ha sido realmente emocionante", dijo el cofundador de Tokamak Energy, David Kingham. "Fue muy bueno ver que los datos llegaban y poder obtener los plasmas de alta temperatura, probablemente más allá de lo que esperábamos". [¿Realidad científica o ficción? La plausibilidad de 10 conceptos de ciencia ficción]
Tokamak Energy es una de varias empresas financiadas con fondos privados que compiten por crear un reactor de fusión en funcionamiento que pueda suministrar electricidad a la red, quizás años antes de mediados de la década de 2040, cuando se espera que el proyecto del reactor de fusión ITER en Francia consiga incluso su "primer plasma". "
Podría pasar otra década antes de que el reactor ITER experimental esté listo para crear una fusión nuclear sostenida, e incluso entonces, la reacción no se utilizará para generar electricidad..
Estrella en un frasco
La fusión nuclear de hidrógeno en el elemento más pesado helio es la principal reacción nuclear que mantiene nuestro sol y otras estrellas ardiendo durante miles de millones de años, por lo que un reactor de fusión a veces se compara con una "estrella en un frasco".
La fusión nuclear también tiene lugar dentro de poderosas armas termonucleares, también conocidas como bombas de hidrógeno, donde el hidrógeno se calienta a temperaturas de fusión mediante dispositivos de fisión de plutonio, lo que resulta en una explosión cientos o miles de veces más poderosa que una bomba de fisión..
Los proyectos de fusión terrestre controlados como ITER y los reactores Tokamak Energy también fusionarán combustible de hidrógeno, pero a temperaturas y presiones mucho más altas que las que existen dentro del sol..
Los defensores de la fusión nuclear dicen que podría hacer obsoletos muchos otros tipos de generación de electricidad, al producir grandes cantidades de electricidad a partir de cantidades relativamente pequeñas de los isótopos de hidrógeno pesados deuterio y tritio, que son relativamente abundantes en el agua de mar común..
"Cincuenta kilogramos [110 libras] de tritio y 33 kilogramos [73 libras] de deuterio producirían un gigavatio de electricidad durante un año", mientras que la cantidad de combustible de hidrógeno pesado en el reactor en cualquier momento sería solo de unos pocos gramos, dijo Kingham.
Eso es suficiente energía para alimentar más de 700,000 hogares estadounidenses promedio, según cifras de la Administración de Información de Energía de EE..
Las plantas de fisión nuclear existentes generan electricidad sin producir emisiones de gases de efecto invernadero, pero se alimentan de elementos radiactivos pesados como el uranio y el plutonio, y crean desechos altamente radiactivos que deben manipularse y almacenarse con cuidado. [5 cosas cotidianas que son radiactivas]
En teoría, los reactores de fusión podrían producir muchos menos desechos radiactivos que los reactores de fisión, mientras que sus necesidades de combustible relativamente pequeñas significan que las fusiones nucleares como el desastre de Chernobyl o el accidente de Fukushima serían imposibles, según el proyecto ITER..
Sin embargo, el veterano investigador de fusión Daniel Jassby, que una vez fue físico en el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton, advirtió que el ITER y otros reactores de fusión propuestos seguirán creando cantidades significativas de desechos radiactivos..
Camino a la fusión nuclear
El reactor ST40 y los reactores futuros planificados por Tokamak Energy utilizan un diseño tokamak esférico compacto, con una cámara de vacío casi redonda en lugar de la forma de rosquilla más ancha que se utiliza en el reactor ITER, dijo Kingham..
Un avance crítico fue el uso de imanes superconductores de alta temperatura para crear los poderosos campos magnéticos necesarios para evitar que el plasma supercaliente dañe las paredes del reactor, dijo..
Los electroimanes de 7 pies de altura (2,1 metros) alrededor del reactor de Tokamak Energy se enfriaron con helio líquido para operar a menos 423,67 grados F (menos 253,15 grados C)..
El uso de materiales magnéticos avanzados le dio al reactor Tokamak Energy una ventaja significativa sobre el diseño del reactor ITER, que utilizaría electroimanes hambrientos de energía enfriados a unos pocos grados por encima del cero absoluto, dijo Kingham..
Otros proyectos de fusión financiados por inversiones incluyen los reactores que se están desarrollando General Fusion, con sede en Colombia Británica y TAE Technologies, con sede en California..
Una empresa con sede en Washington, Agni Energy, también ha informado de un éxito experimental temprano con un enfoque diferente para la fusión nuclear controlada, llamado "fusión haz-objetivo", informado a principios de esta semana..
Uno de los proyectos de fusión más avanzados con financiación privada es el reactor de fusión compacto que está desarrollando el gigante estadounidense de defensa y aeroespacial Lockheed Martin en su división de ingeniería Skunk Works en California..
La compañía dice que un reactor de fusión de 100 megavatios, capaz de alimentar 100.000 hogares, podría ser lo suficientemente pequeño como para colocarlo en un remolque de camión y llevarlo a donde se necesite..
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