La fusión nuclear ha pasado de ser la quimera de los científicos a una tecnología que atrae importantes inversiones. Ahora, una de las nuevas empresas que persigue este santo grial de la producción de energía ha publicado una serie de artículos científicos revisados ​​por pares que validan la física subyacente de su enfoque .

Durante décadas, la principal esperanza para lograr la energía de fusión ha sido el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) que se está construyendo en Francia. La noticia a principios de este año de que la construcción ya está en marcha ha brindado la esperanza de que el objetivo finalmente esté al alcance.

Pero no se espera que el proyecto esté en pleno funcionamiento hasta 2035, y con un precio de al menos 22.000 millones de dólares, parece que todavía queda mucho camino por recorrer antes de que la tecnología se generalice. Un número creciente de nuevas empresas parece pensar que pueden hacer las cosas más rápido y más barato, pero juzgar la viabilidad de estos esfuerzos privados ha resultado ser un desafío.

Ahora, los investigadores de Commonwealth Fusion Systems, uno de los líderes del grupo, y sus colaboradores en el MIT han publicado siete artículos que describen su progreso en un número especial del Journal of Plasma Physics Los resultados son prometedores, lo que sugiere que el diseño de su reactor debería funcionar e incluso podría superar sus expectativas.

Al igual que la planta ITER, el reactor SPARC de la empresa es un tokamak, el nombre de un diseño específico de reactores de fusión. La máquina consta de una cámara en forma de rosquilla que se utiliza para contener un plasma increíblemente caliente formado por dos isotipos diferentes de hidrógeno que se fusionan para crear helio y una gran cantidad de energía como subproducto.

Contener este mar turbulento de partículas de alta energía requiere poderosos campos magnéticos. En los tokamaks convencionales, son proporcionados por enormes electroimanes hechos de cables superconductores que necesitan ser enfriados criogénicamente.

El secreto del reactor SPARC es que sus imanes se construirán a partir de nuevos superconductores de alta temperatura que requieren mucho menos enfriamiento y pueden producir campos magnéticos mucho más potentes. Eso significa que el reactor puede ser diez veces más compacto que el ITER y lograr un rendimiento similar.

Como ocurre con cualquier tecnología de vanguardia, convertir los principios en práctica no es un asunto sencillo. Pero el análisis detallado en los artículos sugiere que el reactor logrará su objetivo de producir más energía de la que absorbe. Hasta ahora, todos los experimentos de fusión han requerido más energía para calentar el plasma y mantenerlo que la generada por la propia reacción.

El reactor SPARC está diseñado para lograr un factor Q de al menos dos, lo que significa que producirá el doble de energía de la que usa, pero el análisis sugiere que la cifra podría aumentar a diez o más. Los artículos utilizaron la misma física y simulaciones que el equipo de diseño del ITER y otros experimentos de fusión anteriores.

Martin Greenwald, subdirector del Centro de Fusión y Ciencia del Plasma del MIT, dijo en un comunicado de prensa que todavía hay muchos detalles por resolver, particularmente cuando se trata de diseñar y construir la máquina. Pero los resultados sugieren que no hay obstáculos importantes y que deberían poder cumplir su objetivo de comenzar la construcción a mediados del próximo año.

El próximo gran hito para el grupo será la demostración exitosa de la tecnología de imanes en el corazón de su diseño. Commonwealth dijo en un comunicado de prensa que esperan demostrar un imán de gran calibre 20 Tesla en 2021. Si todo permanece en la pista que esperan SPARC para demostrar la primera reacción de fusión-positivo de energía cada vez en 2025, allanando el camino para una fusión comercial Planta de energía que la empresa llama ARC.

Cary Forest, físico de la Universidad de Wisconsin, le dijo al New York Times que los cronogramas del grupo podrían ser un poco ambiciosos, pero los resultados sugieren que el reactor funcionará como esperan. Parece que la esperanza de una energía limpia casi ilimitada puede no estar tan lejos como pensábamos.