El poder de fusión nuclear podría estar aquí para 2030, dice una compañía

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Una compañía 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 de ser la primera en el mundo en producir electricidad comercial a partir de la 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 potentes campos magnéticos, anunció la creación del plasma supercaliente dentro de su reactor de fusión experimental ST40 a principios de junio.

La prueba exitosa, la temperatura plasmática más alta lograda hasta ahora por Tokamak Energy, significa que el reactor estará preparado el próximo año para una prueba de plasma aún más caliente, de más de 180 millones de grados F (100 millones de grados C).

Eso colocará al reactor ST40 dentro de las temperaturas operativas 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, a Live Science. “Fue muy bueno ver los datos llegando y poder obtener los plasmas de alta temperatura, probablemente más allá de lo que esperábamos”. [¿ Hecho científico o ficción? La verosimilitud de 10 conceptos de ciencia ficción ]

Tokamak Energy es una de varias compañías privadas que se apresuraron a crear un reactor de fusión funcional que pueda suministrar electricidad a la red, quizás años antes de mediados de la década de 2040, cuando se espera que el proyecto de reactor de fusión ITER en Francia logre su primer plasma. ”

Podría pasar una década más antes de que el reactor experimental ITER esté listo para crear una fusión nuclear sostenida, e incluso entonces, la reacción no se utilizará para generar electricidad.

La fusión nuclear de hidrógeno en el elemento más pesado helio es la principal reacción nuclear que mantiene a nuestro sol y otras estrellas ardiendo durante miles de millones de años, razón por la cual un reactor de fusión a veces se compara con una “estrella en un recipiente”.

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 controlada Earthbound como ITER y los reactores Tokamak Energy también fusionarán el combustible de hidrógeno , pero a temperaturas mucho más altas y presiones más bajas 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 , produciendo grandes cantidades de electricidad a partir de cantidades relativamente pequeñas de isótopos de hidrógeno pesados ​​como el deuterio y el tritio, que son relativamente abundantes en el agua de mar ordinaria.

“Cincuenta kilogramos [110 lbs.] De tritio y 33 kilogramos [73 lbs.] De deuterio producirían un gigavatio de electricidad durante un año”, mientras que la cantidad de combustible de hidrógeno pesado en el reactor en un momento dado sería solo de unos pocos. gramos, Kingham dijo.

Esa es energía suficiente para alimentar a más de 700,000 hogares estadounidenses promedio, según cifras de la Administración de Información Energética de EE . UU .

Las plantas de fisión nuclear existentes generan electricidad sin producir emisiones de gases de efecto invernadero, pero se alimentan de elementos pesados ​​radioactivos como el uranio y el plutonio, y crean desechos altamente radiactivos que deben manipularse y almacenarse cuidadosamente. [ 5 cosas cotidianas que son radiactivas ]

En teoría, los reactores de fusión podrían producir menos residuos 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 de Plasma de Princeton, ha advertido que ITER y otros reactores de fusión propuestos seguirán creando cantidades significativas de desechos radiactivos .

El reactor ST40 y los futuros reactores planeados por Tokamak Energy utilizan un diseño tokamak esférico compacto, con una cámara de vacío casi redonda en lugar de la forma más amplia de rosquilla 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 energía Tokamak fueron enfriados por helio líquido para operar a menos 423.67 grados F (menos 253.15 grados C).

El uso de materiales magnéticos avanzados dio al reactor de energía Tokamak una ventaja significativa sobre el diseño del reactor ITER, que utilizaría electroimanes sedientos de energía enfriados a unos pocos grados por encima del cero absoluto , dijo Kingham.

Otros proyectos de fusión financiados con inversión incluyen reactores que se están desarrollando General Fusion , con sede en British Colombia y TAE Technologies , con sede en California.

Una compañía con sede en Washington, Agni Energy, también reportó el temprano éxito experimental con un enfoque diferente a la fusión nuclear controlada, llamada “fusión haz-objetivo”, informó Live Science a principios de esta semana.

Uno de los proyectos de fusión financiados con fondos privados más avanzados es el reactor de fusión compacto desarrollado por el gigante aeroespacial y de defensa estadounidense 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 camión y ser conducido a donde se necesite