Fusión nuclear, el reactor alemán funciona

Fusión nuclear, el reactor alemán funciona

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​Fusión nuclear, el reactor alemán funciona

Fusión Nuclear: ¡el reactor alemán funciona! Se llama Wendelstein 7-X, y podría revolucionar por completo el sector de la producción de energía. De acuerdo a un artículo publicado en Nature Communications, el reactor de fusión nuclear alemán no sólo funciona, sino que también lo hace con “una precisión sin precedentes”.

El futuro de La humanidad depende de la energía y el tiempo necesario para que la ciencia y la tecnología trabajen en la búsqueda de una fuente inagotable y limpia, que pueda reemplazar el uso de combustibles fósiles.

En los últimos años, la investigación se ha movido en la dirección de desarrollo de la hermana limpia de la energía nuclear de fisión o de fusión termonuclear.

Fusión nuclear, el reactor alemán funciona

Reactor de fusión nuclear

En la fisión nuclear, el núcleo de un elemento químico pesado se desintegra en fragmentos de menor tamaño, es decir, en los núcleos de los átomos de número atómico más bajo, con la emisión de una gran cantidad de energía y radiactividad.

La fisión Nuclear es comúnmente utilizado en los reactores nucleares y en las más simples de los distintos tipos de armas nucleares, tal como bombas de uranio (como el Little Boy que asoló Hiroshima) o de plutonio (Fat Man que afectó a Nagasaki).

El problema de este proceso es la gran cantidad de residuos radiactivos que quedan, o de los residuos de combustible nuclear gastado derivado de la fisión nuclear en el núcleo de un reactor nuclear de fisión.

La alternativa milagrosa para la producción de energía nuclear sin la consiguiente cantidad de desechos consiste en ser capaces de controlar el otro proceso de fusión nuclear.

La fusión nuclear es el proceso por el cual los núcleos de dos o más átomos se acercan o se comprimen a tal punto como para superar la repulsión electromagnética y la combinación entre ellos, generando el núcleo de un elemento de masa menor o mayor que la suma de las masas de reacción de los núcleos.

El proceso de fusión es el mecanismo de las estrellas, donde se generan todos los elementos que constituyen el universo, desde el helio hasta el uranio. ¿Sería posible aprovechar este inmenso poder para producir energía limpia y prácticamente ilimitada? En resumen, ¿se puede crear una “estrella en un vaso”?

En los últimos sesenta años se ha hecho un esfuerzo considerable en las bases teóricas y experimentales para desarrollar la fusión nuclear para generar electricidad y también como un sistema de propulsión para cohetes, más eficiente que los sistemas basados en reacciones químicas o en la reacción de fisión.

Por el momento, el proyecto más prometedor hacia la realización de electricidad a partir de la fusión nuclear parece ser el Wendelstein 7-X(abreviado como W7-X), que es un reactor nuclear, su construcción duró 19 años, 1.1 millones de horas de trabajo y las inversiones de aproximadamente 1 billón de euros.

De acuerdo a lo que se aprende en un artículo aparecido en la revista Nature Communications, la planta no sólo funciona, sino que también lo hace con “una precisión sin precedentes”.

Fusión nuclear, el reactor alemán funcionaWendelstein-7-X

¿Cómo funciona un reactor de fusión nuclear?

Un reactor de fusión nuclear funciona gracias a la reclusión de un gas ionizado, llamado plasma. Cuando éste se calienta a temperaturas de alrededor de 100 millones de grados, los electrones se separan de sus átomos: de esta manera se forman iones, que chocan y se fusionan, generando energía.

Este es el mismo proceso que los poderes de nuestro Sol, explicado de esta manera puede sonar simple, pero en realidad construir un reactor de fusión nuclear y explotar su energía es muy complejo.

Así, los reactores como el W7-X son capaces de generar energía al derretirse entre sus átomos a temperaturas extremadamente altas, todos sin producir residuos radiactivos (o de otro tipo).

El W7-X es, sin embargo, es un ejemplo de la aproximación a la fusión nuclear, ya que es lo que se denomina un “stellarator”: es un tipo de reactor mucho más difícil de construir en comparación con el llamado “tokamak”, que representa el concepto más utilizado en los estudios en este campo, aunque hasta el momento los resultados obtenidos no han sido los esperados.

Fusión nuclear, el reactor alemán funcionaTokamak

El tokamak puede, de hecho, mantener bajo control el plasma sólo por un par de minutos en una hora (el récord pertenece a la francesa Tore Supra, con un 6’30”): con una duración tan corta, es imposible obtener más energía de la que se pone en el sistema para calentar el plasma a altas temperaturas.

En el lado opuesto, el stellarator parece ser capaz de asegurar la ignición hasta 30 minutos, pero presenta grandes dificultades en el diseño y construcción de algo tan grande.

La estructura del stellarator es muy compleja, en vista de la necesidad de crear un campo magnético toroidal. El enfoque utilizado en W7-X es, de hecho, de confinamiento magnético, que está teniendo un cierto éxito en el campo de la investigación sobre la fusión nuclear.

Fusión nuclear, el reactor alemán funcionaStellarator

Hablar de confinamiento magnético significa que una vez que se ha calentado el plasma, potentes campos magnéticos son generados para mantenerla bajo control. En el caso de que el W7-X, esto se obtiene gracias a los 50 bobinas magnéticas de 6 toneladas (en la foto de abajo se representan en azul).

Fusión nuclear, el reactor alemán funciona

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Como se puede leer en el estudio, el W7-X no sólo produce los campos magnéticos para los que está diseñado, sino que lo hace incluso con una precisión nunca antes visto, es decir, con una tasa de error de menos de 1 en 100.000.

“Hasta donde yo sé, esta es una precisión sin precedentes, tanto en términos de obra, la ingeniería detrás de un dispositivo de este tipo para la fusión en la medición de la topología magnética”, escriben los científicos involucrados.

Si esto le parece insignificante, tenga en cuenta que la muy alta precisión de los campos magnéticos es lo que da estabilidad a un reactor, que le permite permanecerse en funcionamiento durante un muy largo periodo de tiempo o, en otras palabras, lo suficiente para producir más energía de la que se utiliza para hacer que funcione.

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