Nuevos conocimientos sobre la energía de fusión

La investigación llevada a cabo por el Instituto Tecnológico de Massachusetts a través de su reactor de fusión Alcator C-Mod, ha ofrecido la promesa de la fusión como una futura fuente de energía más cercana a la realidad, aunque los científicos afirman que su aplicación práctica se encuentra todavía a décadas de distancia. La fusión (reacción que produce por ejemplo la energía del sol), tiene un enorme potencial para la generación de energía, debido a que una planta de operaciones de fusión no ocasiona emisiones, siendo una fuente de combustible potencialmente abundante, produciendo relativamente pocos (y de corta duración) residuos radiactivos, sin embargo, aún se enfrenta a grandes obstáculos.

El reactor Alcator C-Mod, en funcionamiento desde 1993, tiene el más alto campo magnético y la más alta presión de plasma que cualquier otro reactor de fusión del mundo. Uno de los más acuciantes problemas que enfrenta los que tratan de construir una planta de fusión es producir más energía de la que consume (algo nunca logrado hasta el momento), principalmente por la forma de impulsar el plasma caliente (un gas cargado eléctricamente) en torno al interior de una cámara del reactor en forma de donut. Esto es necesario para que no se pierda su calor de millones de grados. Ahora, los ingenieros del MIT creen que pueden haber encontrado una forma de afrontar este problema.

Para hacer frente a este reto, condujeron experimentos que demostraron a través de un método muy eficiente, mediante el uso de ondas de radio-frecuencia como un modo de impulsar el plasma dentro de la cámara, no sólo enfocado a evitar la pérdida de calor en las paredes, sino también en la prevención de turbulencias internas que pueden reducir la eficiencia de las reacciones de fusión.

Esto es muy importante, porque las técnicas utilizadas actualmente para impulsar el plasma no tendrán sustento en el futuro. Los reactores de alta potencia como el proyecto de ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional), ahora en construcción en Francia, están enfocados en el desarrollo de nuevos métodos para solucionar los problemas dados en la actualidad. Los resultados experimentales hasta ahora muestran que el método funciona, lo que podría ser crucial para el éxito del ITER y el futuro de la generación de energía en reactores de fusión. La falta de un mecanismo para controlar la propulsión del plasma en todo el reactor es el gran reto al que se enfrentan los ingenieros.

A raíz de los últimos hallazgos en la investigación a través del reactor Alcator C-Mod, ayudará a desempeñar un papel importante en la toma de la fusión práctica, varios de los resultados fueron documentos y presentados en la División de Física del Plasma en la reunión de la American Physical Society celebrada el mes pasado.

Uno de estos, es un método desarrollado por Dennis y Robert Whyte Granetz para la prevención de un tipo de fuga que podría causar graves daños a los componentes del reactor. Cuando un reactor de fusión está en funcionamiento, cualquier perturbación en el campo magnético que confina el plasma ultra-caliente podría causar un haz muy potente de “electrones galopantes”, con energía suficiente para fundir todo el acero sólido. Esto no sería peligroso para el personal porque todo está bien protegido, pero podría causar daños en el costoso hardware, consumiendo mucho tiempo para su reparación. Además, Whyte y Granetz han desarrollado una especie de extintor de alta potencia para incendios, dando solución a los posibles problemas que pudieran producirse como una explosión de argón o de gas neón en el reactor.

Debido a que el diseño del reactor Alcator C-Mod es muy similar a la del ITER, los ingenieros del este proyecto se encuentran en una posición única para explorar lo que sucede cuando se producen estos trastornos. El ITER será de 10 veces el diámetro de este, contando con un millar de veces más de energía, de modo que si este sistema de enfriamiento se utilizara se podría producir un billón de vatios, en un instante fugaz, que podría equivaler a la producción total de electricidad de los Estados Unidos.

Más información: Instituto Tecnológico de Massachusetts