El mayor reactor experimental de fusión nuclear que tenemos en Europa, JET (Joint European Torus), ubicado en Oxford (Inglaterra), está allanando el camino a ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Su última gran aportación se hizo pública el 9 de febrero de 2022. Ese fue el día elegido por los científicos que lo operan para anunciar oficialmente que habían logrado generar 59 megajulios de energía de fusión durante un periodo de 5 segundos. Puede parecer poco, pero no lo es. Es un hito importante.
No obstante, JET no es el único reactor de fusión experimental que tiene como cometido fundamental probar soluciones tecnológicas que formarán parte de ITER; hay otro aún más ambicioso. Esta prometedora máquina se llama JT-60SA y está en Naka, una pequeña ciudad no muy alejada de Tokio (Japón). A principios del pasado mes de febrero os hablamos de él debido a que las pruebas con plasma empezarán a finales de este año.
La construcción de este reactor experimental de fusión nuclear comenzó en enero de 2013, pero no lo hizo desde cero; lo hizo tomando como punto de partida el reactor JT-60, su precursor, una máquina que entró en operación en 1985 y que durante más de tres décadas ha alcanzado hitos muy importantes en el ámbito de la energía de fusión. El ensamblaje del JT-60SA finalizó a principios de 2020, y las pruebas con plasma con toda probabilidad entregarán un conocimiento que resultará muy valioso en la puesta a punto de ITER y DEMO.
Las bobinas del JT-60SA han sido refrigeradas con éxito a -268 ºC
Actualmente los ingenieros europeos y japoneses que trabajan en la puesta a punto del reactor previa a las pruebas con plasma están ultimando el ajuste fino de los subsistemas más importantes de esta complejísima máquina. Todos ellos son críticos, pero uno de los más sofisticados es el motor magnético que se responsabiliza de confinar y estabilizar el plasma que contiene los núcleos involucrados en la fusión. Y sus componentes fundamentales son los imanes superconductores distribuidos en la parte exterior de la cámara de vacío y el solenoide superconductor colocado en el orificio central del reactor tokamak.
El solenoide central tanto de ITER como del JT-60SA tiene la responsabilidad de optimizar la geometría del plasma, estabilizarlo, y también de ayudar a calentarlo
En ITER los imanes que envuelven la cámara de vacío tendrán un peso cuando estén instalados de 10.000 toneladas y estarán fabricados en una aleación de niobio y estaño, o niobio y titanio, que adquiere la superconductividad cuando se enfría con helio supercrítico. Por otro lado, el solenoide central tanto de ITER como del JT-60SA tiene la responsabilidad de optimizar la geometría del plasma, estabilizarlo, y también de ayudar a calentarlo gracias a un mecanismo conocido como efecto Joule.
Para que los imanes y el solenoide central de los reactores de fusión adquieran la superconductividad es imprescindible refrigerarlos con el propósito de que alcancen una temperatura extremadamente baja. Y no es fácil lograrlo. Afortunadamente, los ingenieros del JT-60SA acaban de tener éxito en sus muy exigentes pruebas de refrigeración del motor magnético del reactor. Y es que han conseguido refrigerar las bobinas a 4,8 kelvin (-268 ºC); el solenoide central a 17 kelvin (-256 ºC); y, por último, las 18 bobinas de campo toroidal y las 6 bobinas de estabilización alcanzaron los -264 ºC. Es una auténtica proeza.
Este hito es un paso fundamental en el camino hacia las primeras pruebas con plasma en el reactor JT-60SA, pero no es una buena noticia solo para esta máquina japonesa; también lo es para ITER debido a que el motor magnético del equipo nipón implementa algunas de las innovaciones que presumiblemente llegarán al reactor que está siendo construido en la localidad francesa de Cadarache. No obstante, esto no es todo. Los ingenieros del JT-60SA se han apuntado un tanto más al lograr simultáneamente calentar la cámara de vacío a 194 ºC para eliminar cualquier impureza presente en su superficie.
Imagen de portada: F4E/QST
Más información: Fusion for Energy
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