Apostaría que en todos los artículos que he dedicado a la fusión nuclear desde 2018 he hablado del deuterio y el tritio. Y tiene sentido. Al fin y al cabo el combustible que utilizará ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), el reactor experimental de fusión nuclear que está siendo construido en la localidad francesa de Cadarache, recurrirá a ellos. Sin embargo, los reactores experimentales de fusión que están en operación no utilizan este combustible.
El reactor JT-60SA alojado en Naka (Japón) emplea únicamente deuterio en sus experimentos. Y el Wendelstein 7-X de Greifswald (Alemania) utiliza principalmente protio (es el isótopo más ligero y abundante del hidrógeno) y deuterio. El tritio, que es el isótopo más pesado del hidrógeno debido a que tiene dos neutrones en su núcleo, brilla por su ausencia en los experimentos. En todos menos en uno. Y es que el reactor JET (Joint European Torus), que está alojado en Oxford (Inglaterra), sí lo ha utilizado.
A finales de 2023 los científicos que operan esta última máquina confirmaron que habían completado con éxito el programa DTE3 (Deuterium-Tritium Experimental 3), que no es otra cosa que la tercera y última campaña de pruebas con plasma ionizado que contiene núcleos de deuterio y tritio. En estos experimentos intervinieron más de 300 científicos (algunos de ellos españoles), y el conocimiento que adquirieron tendrá un rol fundamental en la puesta a punto no solo de ITER, sino también de DEMO, que será el reactor de fusión de demostración que antecederá a las plantas comerciales de energía de fusión.
El tritio tiene la capacidad de estabilizar el plasma minimizando las turbulencias
El reactor experimental de fusión JET cesó sus operaciones a finales de 2023, pero se fue por todo lo alto. Y es que varios grupos de investigación han estado analizando desde entonces la ingente cantidad de datos que entregó después de la conclusión de la campaña experimental DTE3. Y lo que han aprendido nos invita a mirar hacia el futuro de la energía de fusión con un optimismo renovado. Lo curioso es que el auténtico protagonista de este hallazgo es el tritio.
La presencia del tritio contribuye a minimizar las pérdidas de energía, las turbulencias en los márgenes del plasma y los estallidos de energía
Los experimentos llevados a cabo en JET empleando en el combustible una mezcla de deuterio y tritio similar a la que utilizará ITER evidenciaron que la presencia del tritio contribuye a minimizar las pérdidas de energía, las turbulencias en los márgenes del plasma y los estallidos de energía. Sin embargo, en los experimentos en los que intervenían únicamente los otros dos isótopos del hidrógeno, el protio y el deuterio, se liberan iones rápidos de helio (partículas alfa) que pueden desencadenar inestabilidades en el plasma, lo que a su vez ocasiona la pérdida de energía.
"Nuestros resultados demuestran que la adición de iones más pesados de tritio tiene un efecto calmante en el plasma, reduciendo las turbulencias", asegura Jerónimo García, investigador del CEA-IRFM, en Francia. No cabe duda de que es una gran noticia. Antes de concluir nos interesa recordar que el tritio es un elemento químico muy escaso, pero en ITER se regenerará en las paredes del reactor debido a que el manto estará recubierto con litio. Y este último elemento químico al interaccionar con el neutrón de alta energía que libera la reacción de fusión deuterio-tritio genera un núcleo de tritio. Los físicos y los ingenieros de ITER aún están trabajando en el sistema de realimentación de tritio del reactor, pero la estrategia que tienen en mente a priori resulta convincente.
Imagen | EFDA JET
Más información | EUROfusion
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