La fusión nuclear nos brinda una enorme oportunidad: la de obtener grandes cantidades de energía de una manera mucho más limpia y segura que recurriendo a los combustibles fósiles o a la fisión nuclear. Hace solo unas semanas dedicamos a esta innovación una serie de artículos cuya lectura os aconsejamos si os interesa conocer con todo lujo de detalles en qué estado se encuentra la fusión nuclear actualmente, y también cuáles son los retos que los científicos deben resolver para que sea viable comercialmente.
Y es que, aunque este procedimiento es muy esperanzador, debemos ser realistas y ser conscientes de que los itinerarios de ITER, IFMIF DONES y DEMO, los tres proyectos que los científicos han diseñado como paso previo a la construcción de un reactor de fusión comercial, podrían postergar su llegada hasta mediados de este siglo. Sí, desafortunadamente aún quedan algo más de tres décadas. Pero este panorama podría cambiar drásticamente debido a que un hallazgo reciente podría permitirnos reducir este plazo a la mitad.
Esto es lo que se trae entre manos el MIT
La institución responsable de lo que voy a contaros es el MIT (Instituto Tecnológico de Massachussetts), que, sin duda, es una de las mejores universidades del mundo. Y una de las que más recursos tiene. Lo impactante es que un grupo de investigadores de este centro, en colaboración con científicos de Commonwealth Fusion Systems, una empresa privada especializada en fusión nuclear, ha dado con un compuesto superconductor que se puede utilizar en la fabricación de imanes más potentes y más compactos que los usados hasta ahora en los reactores de fusión nuclear que ya se han construido, como el JET (Joint European Thorus), en el Reino Unido, o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que se está construyendo actualmente en el sur de Francia, en la localidad de Cadarache.
Los imanes juegan un rol crucial en la fusión nuclear porque, como vimos en el primer artículo de la serie de la que os he hablado antes, son necesarios para confinar el plasma. Esta sustancia es un gas que alcanza una temperatura cercana a los doscientos millones de grados Celsius, y que contiene los núcleos de deuterio y tritio que se van a fusionar, generando un núcleo de helio y un neutrón de alta energía.
Esto es lo que sucede exactamente cuando tiene lugar la fusión nuclear en los actuales reactores experimentales.
Pero los imanes no solo confinan el plasma; también son esenciales para generar la presión sobre los núcleos de deuterio y tritio que, junto a la elevadísima temperatura de la que hemos hablado en el párrafo anterior, acaba provocando que los núcleos se fusionen. Tal y como sucede en las estrellas. En este contexto lo que los científicos involucrados en este proyecto del MIT defienden es que su nuevo material superconductor les va a permitir construir imanes más compactos, pero, a la par, más potentes, por lo que el volumen del reactor nuclear podrá reducirse nada menos que 65 veces.
De hecho, planean que SPARC, que es el nombre que han dado al reactor de fusión que van a construir para demostrar la viabilidad de su tecnología, sea 65 veces más compacto que ITER. Pero esto no es todo. Tener imanes más potentes significa que podemos someter los núcleos del plasma a más presión, lo que, a su vez, puede contribuir a que la temperatura que es necesario alcanzar para que la fusión nuclear tenga lugar no requiera ser tan alta. Y en estas condiciones el rendimiento energético de la reacción es mayor. De dos a uno, según los científicos del MIT, lo que significa que una vez iniciada la reacción de fusión obtenemos el doble de la energía que necesitamos invertir para sostenerla en el tiempo.
El secreto está en el compuesto YBCO
Llegados a este punto lo interesante es saber cómo es ese superconductor tan prometedor del que nos están hablando. Al parecer, se trata de un compuesto que combina óxido de itrio, bario y cobre, y al que, por las iniciales de estos elementos en inglés, han llamado YBCO (Yttrium-Barium-Copper Oxide). Para fabricar el superconductor han pensado aplicar el compuesto sobre una fina cinta de acero. Su objetivo es conseguir que SPARC genere mediante la reacción de fusión una energía de 100 megavatios durante un lapso de tiempo de 10 segundos.
Como veis, la propuesta del MIT, sobre el papel, tiene muy buena pinta. Pero, aun así, lo más sensato es ser prudentes y no «lanzar las campanas al vuelo» hasta que tengamos más noticias acerca de cómo va el experimento SPARC. Ojalá consigan su objetivo. Todos saldríamos beneficiados. Mientras tanto, les seguiremos la pista y os mantendremos puntualmente informados.
Vía | The Guardian
En Xataka | Fusión nuclear: así funciona la tecnología que aspira a resolver nuestras necesidades energéticas
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27 comentarios
m0w
articulos de calidad sobre ciencia, un remanso de paz entre tanta basura mediatica
Gracias,
bisin
Muy buen artículo! Por cierto sólo un detallito:
"la temperatura que es necesario alcanzar para que la fusión nuclear tenga lugar no tenga que ser tan alta" (Se repite dos veces -tenga-)
Quizá quedaría mejor así:
"la fusión nuclear suceda no tenga que ser tan alta" o así "la fusión nuclear tenga lugar no requiera ser tan alta"..
Un saludo!
yavi
Ojalá funcione, y nos podamos beneficiar al menos alguno de los que hoy vivimos, con esto sí que podremos generar energía de forma prácticamente limpia y sin la cantidad de espacio que requieren las renovables.
ivan5691
Muy buena noticia y muy buen artículo.
En todo caso, da la sensación que para tener fusión nuclear sólo se requiere tener un electro imán extremadamente poderoso. No me lo creo, pienso que para lograr la fusión nuclear sostenida es necesario "domar" al plasma y es ahí donde creo que el aporte de los iberoamericanos es fundamental, por ejemplo el aporte del español Pablo Rodríguez Fernández, que trabaja en el MIT o del brasileño Vinícius Njaim Duarte. Acá mismo en Chile, yo soy chileno, el año pasado presentaron el reactor nuclear de fusión más pequeño del mundo, el equipo de la Comisión Chilena de Energía Nuclear liderado por el físico Leopoldo Soto lograron este éxito.
Saludos
sarpullido
Todos sabemos lo que va a pasar con la fusion...
A dia de hoy hay millones de instituciones luchando por conseguirla, pero al final sera un camarero que trabaja sirviendo espetos en la costa del sol el que con un palo de fregona, 3 clips, 4 gomas y un secador de pelo lo conseguira...
Luego se sabra que ese camarero tenia la carrera de fisico y 10 masters, que cobraba en España menos de 600 euros pinchando sardinas en una caña..., pero tampoco sonara demasiado, ya que saldran todos los politicos en la TV a sacar pecho (unos) y a criticar (otros que tampoco hicieron nada antes)..., y al final esa preciada patente se la llevara alguna institucion americana y nos la revenderan de por vida por cada bombilla que se encienda...
Luego vendran las criticas por un nuevo cerebro que hemos perdido, pero pronto pasara el run run gracias a que el fin de semana juega el R.Madrid contra el Barsa..., asi que en vez de espetos, el siguiente desperdicio sera el que sirve aceitunas a 4 analfabetos masca palillos de algun remoto lugar de nuestro preciado pais de mierda.
vodor
Interesante, también sería interesante saber lo cara que es la producción de este material, ya que se utilizan imanes en otros muchos objetos.
Por curiosidad, ¿el elemento es un electroimán, o es magnético por si solo? Esto podría tener mucha importancia en caso de accidente, si el compuesto quedaría contenido en caso de fallo eléctrico.
troyzero
Yo solo espero que si el IFMIF-DONES sigue adelante, venga a Granada. Sería un repulsivo en nuestro panorama científico.
https://ifmifdonesspain.wordpress.com
Exos
Me gustaría hacer añadir algo.
Cuando se habla de millones de grados, parece que haya un infierno peor que el núcleo del Sol, pero eso no es así.
Uno de los problemas que tenemos es que usamos densidades muy bajas para poder contener el plasma. Ese plasma enrarecido hay que calentarlo mucho para que las partículas de se acerquen, pero realmente no tienen tanta energía como podría parecer, ya que calentar algo muy poco denso es menos costoso.
Hace poco han avanzado en la contención de plasma una presión algo superior a la atmosférica.
mitxael
Pero, a pesar de la mejora y desde mi ignorancia, es posible, aunque sea de forma teórica, sostener la fusión sin aportar energía con los medios actuales?
Porque la sensación que tenía es que estábamos lejos de eso, no por el doble sino por varios órdenes de magnitud.
Saludos.
orochi2000
Pues mis buenos deseos, ojala funcione quiero vivir lo suficiente para ver la fusión nuclear entrar en auge, o no estar tan anciano como calculé para verla; ademas que no sea mas humo del que hay, ya suficiente con el de los vehículos y sus factorías : )
Usuario desactivado
Y no tengo duda de que lo van a lograr mas temprano que tarde, sí creería que lo logren antes de 30 años si se lo propusieran.
Pero, USA no tiene el incentivo porque hay muchas petroleras, mas creo que se logre en Europa o en China, que en zonas petroleras.
Lo que sí es que todos esos gobiernos petrolizados bien harían en comenzar a diversificar sus finanzas porque una vez que la fusión sea una fuente de energía mas barata que el petróleo, no volveríamos a ver el petróleo ni a los 500 dólares que algunos sueñan, ni a 140 de sus máximos, ni a 60 que está actualmente, se quedaría en unos 10, eso mientras sirva para fertilizantes y plásticos, bueno también los medicamentos y alimentos usan algo en colorantes, saborizantes, vitaminas etc, etc.
ebol941
¿No pensaron en hacerlo a partir de grafeno?
erickarevalo
Con solo que no sea un intento más de no hacerles perder esperanza a sus inversores...
unlectormas
Una duda, tenía entendido que diferentes isótopos comparten el mismo número de electrones y protones variando el número de neutrones, es decir el número másico.
Sin embargo veo en el artículo que el helio 4 difiere del protio, deuterio y tritio al tener 2 protones, por lo tanto entiendo que dos electrones. ¿Es una excepción?