La semana pasada se dio un importante paso adelante en la búsqueda de energía de fusión práctica cuando se puso en marcha el reactor de fusión más nuevo y más grande del mundo.
El reactor de fusión JT-60SA de Japón ha producido su primer plasma en las instalaciones de investigación JT-60SA, demostrando la capacidad de generar una nube de átomos ionizados a alta temperatura. La investigación avanzará a la siguiente fase, que implica construir y probar un reactor de fusión experimental que pueda sostener plasma durante largos períodos y extraer energía útil de él.
Las reacciones de fusión nuclear alimentan el Sol y otras estrellas. La fusión nuclear es el proceso de unir dos núcleos atómicos ligeros y crear uno más pesado, liberando enormes cantidades de energía en el proceso.
En la Tierra, los científicos están trabajando para replicar este fenómeno y aprovechar su potencial para una producción de electricidad limpia, segura y abundante. La energía de fusión podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de energía de una población mundial en aumento, minimizando al mismo tiempo el impacto ambiental y garantizando la disponibilidad de combustible a largo plazo.
El reactor de fusión JT-60SA utiliza bobinas superconductoras para generar campos magnéticos que confinan un plasma increíblemente caliente de gas ionizado dentro de un recipiente de vacío con forma de rosquilla, donde los núcleos de hidrógeno pueden fusionarse y liberar energía. La máquina de cuatro pisos de altura está diseñada para mantener un plasma calentado a 200 millones de grados Celsius durante unos 100 segundos, mucho más tiempo que los tokamaks de gran escala anteriores.
El reactor de fusión JT-60SA también apoyará al ITER, el enorme reactor de fusión internacional que se está construyendo en Francia y cuyo objetivo es demostrar cómo la fusión puede generar más energía de la que se destina a producirla. El JT-60SA probará tecnologías y experiencia operativa de las que dependerá el ITER. Hasta que se encienda el ITER, el reactor de fusión JT-60SA de Japón será el más grande del mundo.
El JT-60SA (SA significa “súper, avanzado”) tiene una altura de 15,5 metros, aproximadamente la mitad de la altura del ITER. Puede contener 135 metros cúbicos de plasma, una sexta parte del volumen de su homólogo europeo y aproximadamente equivalente a un vagón cisterna de ferrocarril estándar. Sus plasmas deberían permitir a los físicos examinar la estabilidad del plasma y cómo influye en la producción de energía: lecciones que pueden transferirse al ITER, afirma Alberto Loarte, jefe de la división científica del ITER.
Una limitación es que JT-60SA sólo utilizará hidrógeno y su isótopo deuterio en sus experimentos, no tritio. El tritio se considera la opción más eficiente para la producción de energía, pero también es caro, escaso y radiactivo. ITER planea comenzar a utilizar combustible de deuterio-tritio en 2035 para aprovechar su eficiencia.
La exitosa operación del JT-60SA la semana pasada «demuestra al mundo que la máquina cumple su función básica», según Sam Davis, gerente de proyecto de Fusion for Energy, una organización de la UE que trabaja con los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuánticas de Japón ( QST) en JT-60SA y programas relacionados. Hiroshi Shirai, líder del proyecto QST, dice que pasarán otros dos años antes de que el JT-60SA pueda producir los plasmas duraderos necesarios para experimentos de física significativos.
Japón también espera construir DEMO para 2050. Esta planta de energía de fusión de demostración proporcionaría un trampolín desde la investigación experimental de JT-60SA e ITER hacia la explotación comercial de la energía de fusión.
