Los científicos encienden por primera vez el mayor reactor de fusión del mundo

Actualizado: 05/07/2024

Las empresas emergentes de energía de fusión han atraído una atención y una inversión considerables en los últimos años. Pero la puesta en marcha del mayor reactor de fusión del mundo en Japón demuestra que los proyectos gubernamentales a largo plazo siguen teniendo ventaja.

La semana pasada, los científicos que trabajan en el reactor experimental JT-60SA de los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuántica de la ciudad de Naka lograron el «primer plasma», según Science. Esto significa que la máquina se encendió con éxito, pero aún está lejos de realizar pruebas significativas o producir energía.

No obstante, se trata de un hito importante para un reactor destinado a allanar el camino para el reactor ITER, mucho mayor, que se está construyendo en Francia y que se espera que sea el primero de su clase en generar más energía de la que consume. Ambos proyectos forman parte de un acuerdo alcanzado en 2007 entre Japón y la UE para cooperar en la investigación de la fusión, y las lecciones aprendidas del funcionamiento del JT-60SA guiarán el desarrollo del ITER.

El reactor sigue un diseño bien establecido conocido como tokamak, que presenta una cámara en forma de donut rodeada de imanes superconductores en espiral. Estos imanes se utilizan para generar potentes campos magnéticos capaces de contener una nube extremadamente caliente de gas ionizado conocida como plasma. En este caso, el plasma está formado por hidrógeno y su isótopo, el deuterio.

Cuando las temperaturas son lo suficientemente altas, los átomos del plasma se fusionan, generando enormes cantidades de energía en forma de radiación y calor. Esta energía es absorbida por las paredes del reactor y utilizada para convertir el agua en vapor que puede mover una turbina para generar electricidad.

El JT-60SA mide 15,5 m de alto y puede albergar 135 m³ de plasma, lo que lo convierte en el mayor tokamak construido hasta la fecha, pero aún está muy lejos de funcionar como central eléctrica. Al igual que sus predecesores, para lograr la fusión se necesitará mucha más energía de la que genera la reacción.

Pero se supone que el nuevo reactor no alcanzará el umbral de rentabilidad energética. Su misión es servir de banco de pruebas para el ITER, actualmente en construcción en Cadarache (sur de Francia), ayudando a investigar la estabilidad del plasma y cómo afecta a la producción de energía. El ITER tendrá casi el doble de altura que el JT-60SA y podrá albergar 830 m³ de plasma.

Se espera que, una vez en funcionamiento, el ITER genere 500 MW de energía a partir de su plasma y utilice sólo 50 MW para calentarlo. No está diseñado para generar electricidad a partir de esa potencia, pero lograr este tipo de ganancia energética sería un hito crucial en el camino hacia las centrales de fusión comerciales.

Se espera que el reactor JT-60SA alcance su plena potencia en los próximos dos años, mientras que el ITER aspira a tener su primer plasma en 2025 y funcionar a pleno rendimiento en 2035. Pero ambos proyectos han sufrido importantes retrasos y han tenido que actualizar periódicamente sus calendarios, lo que ha contribuido a la reputación de la energía de fusión como una tecnología que está perpetuamente a 20 años vista.

Mientras tanto, ha surgido una nueva hornada de empresas de energía de fusión con calendarios mucho más agresivos. Empresas como Commonwealth Fusion Systems creen que podrían tener una central de fusión en funcionamiento a principios de la década de 2030, y Helion Energy ha firmado un acuerdo de compra de energía con Microsoft para empezar a suministrar electricidad ya en 2028.

Estas empresas apuestan por adelantar a las más pesadas iniciativas gubernamentales, que llevan décadas avanzando a paso lento y firme. Queda por ver si estos ambiciosos objetivos dan resultado, y conviene recordar que la única instalación que ha logrado una ganancia neta de energía en una reacción de fusión hasta la fecha es el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

La inversión pública y privada en la energía de fusión sólo puede ser positiva. Cuanta más gente trabaje en el problema, más rápido se resolverá.

Vía www.science.org