La crisis energética global agudizada por la delicada coyuntura geoestratégica internacional ha colocado a la fusión nuclear en el punto de mira. Esta tecnología nos promete entregarnos una enorme cantidad de energía eléctrica de una forma segura y sin emitir por el camino gases de efecto invernadero. Además, los residuos radiactivos que genera son moderados y más fáciles de tratar que los derivados de la fisión nuclear.
ITER, el reactor experimental de fusión nuclear que un consorcio internacional liderado por la Unión Europea está construyendo en la localidad francesa de Cadarache, sigue adelante a buen ritmo. Actualmente prosigue el ensamblaje de la cámara de vacío, y en varias semanas llegarán a estas instalaciones las últimas fuentes de alimentación que intervendrán en el calentamiento del plasma. Sin embargo, ITER no es el único proyecto ambicioso que persigue poner en nuestras manos la fusión nuclear comercial.
Una de las iniciativas más prometedoras está en manos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la empresa Commonwealth Fusion Systems (CFS) y el grupo empresarial italiano Eni. El MIT aporta sus recursos en el ámbito de la investigación y la innovación; CFS se está encargando de la construcción de SPARC, que es como llaman a su prototipo de reactor de fusión nuclear mediante confinamiento magnético, y Eni participa en CFS aportando sus recursos económicos e industriales.
La baza del MIT son sus imanes superconductores ReBCO
Al igual que ITER, el reactor SPARC recurre al confinamiento magnético de los núcleos de deuterio y tritio que conforman el combustible utilizado en esta reacción en el interior de un reactor de tipo tokamak. Estos núcleos tienen carga eléctrica positiva, por lo que un campo magnético de alta potencia puede evitar que entren en contacto directo con las paredes de la cámara de vacío en la que tiene lugar la fusión nuclear.
Tan solo los neutrones de alta energía producidos por la fusión de los núcleos de deuterio y tritio consiguen escapar al confinamiento del campo magnético. Y lo hacen debido a que su carga eléctrica global es neutra. Lidiar con la irradiación de los materiales que revisten el interior de las paredes de la cámara de vacío de estos reactores es uno de los desafíos que plantea la fusión nuclear, y, precisamente, el proyecto IFMIF-DONES que ya se está poniendo a punto en Granada persigue desarrollar los materiales que serán capaces de soportar la agresión de los neutrones de alta energía.
Los imanes ReBCO por los que apuesta SPARC están constituidos por óxido de cobre, bario y tierras raras
Sin embargo, este no es el único reto que se interpone hoy entre el ser humano y la fusión nuclear comercial. El plasma que contiene los núcleos de deuterio y tritio alcanza una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius, por lo que es crucial evitar que entre en contacto con las paredes de la cámara de vacío. Si lo hiciese las dañaría irreversiblemente. El campo magnético puede mantenerlo a raya, pero en algunos momentos surgen turbulencias en la parte más externa del plasma que pueden comprometer la integridad del reactor de fusión nuclear.
Para evitarlo SPARC cuenta con unos imanes superconductores de alta potencia y alta temperatura que, según las simulaciones de los investigadores del MIT, consiguen mantener a raya con eficacia las turbulencias que provocan la desestabilización del plasma. Según Martin Greenwald, el subdirector del centro especializado en fusión nuclear del MIT y uno de los fundadores de CFS, la energía que requieren estos imanes para generar el campo magnético responsable del confinamiento del plasma es mucho menor que la que es necesario invertir en otros motores magnéticos, como, por ejemplo, el que emplea ITER.
Esta propiedad sobre el papel permite a SPARC alcanzar un balance energético positivo, de manera que la energía que es necesario suministrar al reactor para iniciar y sostener en el tiempo la reacción de fusión es menor que la que produce. La propuesta del equipo liderado por Greenwald parece demasiado optimista, pero tiene a su favor algo que merece la pena que no pasemos por alto.
En octubre de 2020 los investigadores del MIT y CFS publicaron siete artículos revisados por pares en la revista Journal of Plasma Physics en los que explican las claves de su tecnología. Y ya en ese momento Greenwald defendió que estos artículos les permiten confiar en que la estrategia que han desarrollado es lo suficientemente fiable para llevar la construcción del reactor de fusión nuclear SPARC a buen puerto.
Además, este proyecto tiene otra baza a su favor: su reactor tokamak es mucho más pequeño que el que utiliza ITER, por lo que el tiempo que es necesario invertir en su construcción teóricamente debería ser menor.
El MIT ha puesto fecha a su primer diseño comercial. Y está a la vuelta de la esquina
En el titular de este artículo os adelantamos cuál es el propósito del MIT y CFS: tener preparado el primer prototipo operativo de SPARC en 2025. El propósito de este reactor de fusión experimental no será producir electricidad; su objetivo será demostrar empíricamente la viabilidad de las tecnologías que han desarrollado los investigadores del MIT y CFS. Sin embargo, y esto es si cabe todavía más sorprendente, su itinerario también recoge cuándo estará preparado su primer candidato a reactor de fusión comercial.
Durante la feria Maker Faire que se celebró la semana pasada en Roma (Italia) varios portavoces de Eni confirmaron que el consorcio del que forman parte junto al MIT y CFS prevé tener preparado un reactor capaz de inyectar electricidad en la red en 2028. Parece una previsión muy optimista, quizá excesivamente optimista, pero si alcanzan su propósito la fusión nuclear comercial podría llegar a nuestras vidas durante la próxima década. Y no cabe duda de que sería una noticia buenísima. Les seguiremos la pista.
Imágenes: CFS
Más información: CFS
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Antonio
Un mundo con energía limpia, barata e infinita, sin petróleo, suena demasiado bien para ser verdad. Supongo que algún día sucederá, pero no me lo acabó de imaginar.
Los árabes se van directamente al carrer, como diría Alfredo Duro.
skanskan_1
Veo mucha queja por aquí pero la ciencia es así, necesita su tiempo.
¿O acaso pensáis que la electrónica, los ordenadores, la exploración espacial... se hicieron de un día a otro? Son el resultado de muchísimas décadas de investigación.
Ariasdelhoyo
Desde que era pequeño, hace cincuenta años, decían que lo de la fusión nuclear estaría listo en cincuenta años. Pues va a ser que no.
sanamarcar
Quien lo consiga dará un paso adelante muy fuerte. Independiente de que haya que usar el sol tb. Lo suyo es que China y EEUU colaborasen mas.
Escepticum
No sé, de todos los proyectos que están en marcha, cuál va a terminar primero.
Lo único que tengo claro es que el europeo del ITER va a ser, por mucho, el más caro.
benjamin.rodriguezsa
A ver si es verdad ...
Usuario desactivado
Pues a mí me da que estos grupos (privados) lo que están buscando es hacer acopio de patentes, un negocio que Norteamérica conoce muy bien. Posicionarse en este sentido, en lo que va a ser la energía "base" del futuro (puesto que hay y habrá muchas más complementarias), es inteligente, asquerosamente inteligente, y no se esconden, al contrario, lo dicen con mayúsculas.
No dudo que hay una voluntad verdadera de conseguir una tecnología comercial, pero en estas rondas de búsqueda de inversores se vende también un posicionamiento sólido en lo que respecta a las tecnologías involucradas, que parten de una buena base desarrollada en el MIT y que han visto que se podía aprovechar para dar forma a un futuro gran o buen negocio.
Gran negocio si se consigue un reactor comercial (que lo venden como que ¡ya!), buen negocio si se exprime el posicionamiento que supone las patentes registradas (y sumando). Y creo que les está yendo muy bien, aunque coincido en que se pasan dos pueblos de optimismo (Santa María del Cogollo y San Cucufate de la Cepa Baja).
Por teorizar que no quede.
Saludos cordiales.
avfenix55
Realmente son muy optimistas con las fechas. Añadiendo a las previsiones unas cuantas décadas, se acercarán a la realidad.
tostadora
Nunca me crei las previsiones del ITER y demas organismos, bueno si me las creia por el tipo de organismos y burocracia y demas, esperemos que se le de la vuelta a la tortilla pronto
Dan
Yo tengo un dilema moral con esto que voy a escribir, porque confío en el desarrollo tecnológico y la necesidad de inversión... pero. Hace 25 años consiguieron una eficiencia del plasma de 0.67. Hace poco más de un año, de 0.70. Y eso solo es eficiencia calculada como ratio entre la energía usada para calentar el plasma, y la energía liberada por ese mismo plasma cuando comienzan las reacciones de fusión. No tiene en cuenta que necesitas casi 10 veces esa cantidad de energía para alimentar la trampa magnética, ni el hecho de que no vas a poder transformar el 100% de ese calor en electricidad... pero a la prensa le publican el valor de 0.7 como "ya casi estamos"; hay que mantener las inversiones millonarias y aún realmente no se sabe si está tecnología es viable fuera de las estrellas...
Jopita
Mala noticia para Putin y sus gases!!
vilani
Ojala todo esto termine bien y sea cierta la teoría en la que se basan, pero me da a mi que todo esto es solo un quema dinero de manera desproporcionada.
mushhu
qué perdidos váis...