Avances en la carrera hacia la búsqueda de la energía de fusión nuclear

Se trata de una fuente de energía prácticamente inagotable, sin emisiones ni residuos peligrosos. Físicos se acercan cada vez más en hacer viable esta tecnología

Equipos de científicos y técnicos que trabajan en dos continentes han marcado hitos similares en sus respectivos esfuerzos por aprovechar una fuente de energía clave en la lucha contra el cambio climático: cada uno de ellos ha producido imanes de dimensiones sin precedentes.

En septiembre, científicos del Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), situado en el sur de Francia, recibieron la primera parte de un enorme imán tan potente que, según su fabricante estadounidense, puede levantar un portaaviones.

Por su parte, los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y una empresa privada han anunciado por separado esta semana que también han alcanzado un hito con la prueba del imán superconductor de alta temperatura más potente del mundo. 

La idea simplificada de la energía de fusión es, como su nombre indica, la fusión de dos átomos pequeños creando uno más grande. De esta reacción se libera una enorme cantidad de energía, como ocurre en la mayoría de estrellas, incluido el Sol. Pero, en realidad, este tipo de reactores no provocan exactamente la misma reacción de fusión que las estrellas. Ellas utilizan hidrógeno simple para desencadenar el proceso, mientras que en la Tierra se usan núcleos con hidrógeno especial: deuterio y tritio. Además, el Sol produce este fenómeno por la acción de su enorme gravedad, gracias a altísimas presiones. Sin embargo, en la Tierra no se posee ese mecanismo, por lo que los científicos se afanan en encontrar otros métodos para almacenar el gas en estado de plasma a altísimas temperaturas, del orden de 100 a 200 millones de grados centígrados (lo que es paradójico, porque en el Sol se registran cifras más bajas, si bien su enorme gravedad compensa esta diferencia).

Así, para contener toda esta energía aquí y que se produzca la reacción de fusión, se necesita un método diferente. Y reactores como el del MIT o el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas, y en el que tiene participación varios países) utilizan la fuerza magnética para contener toda esa "sopa" energética. El desarrollo de un imán lo suficientemente poderoso para contenerla es uno de los principales escollos de esta tecnología. Avances como el del propio MIT o hace unos meses el del ITER están llevando a cabo los primeros pasos hacia la resolución del problema. El primero, que será un dispositivo de demostración -es decir, no tendrá de momento aplicaciones comerciales-, será instalado en la central SPARC (perteneciente al MIT), que empezará con las primeras pruebas en 2025, a la par que el ITER. 

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Tanto el SPARC como el ITER utilizan reactores tipo tokamak, un diseño con forma de rosquilla. La mayoría de estos dispositivos han producido sus campos magnéticos utilizando electroimanes convencionales hechos de cobre. Sin embargo, el ITER que se está construyendo en Francia (y tiene previsto empezar sus primeras pruebas a la par que SPARC), utiliza lo que se conoce como superconductores de baja temperatura. La novedad del imán del MIT es que está hecho en base a superconductores de alta temperatura, «que permiten un campo magnético mucho más fuerte en un espacio más pequeño», señalan sus responsables. Es decir, mayor rendimiento en menos espacio.

Una vez que los investigadores hayan construido y probado SPARC, que solo producirá calor, no electricidad, planean construir el reactor ARC (Affordable Robust Compact), que generaría electricidad a partir de ese calor para 2035.  

A diferencia de los reactores de fisión existentes, que producen residuos radiactivos y a veces fusiones catastróficas, los defensores de la fusión afirman que ofrece un suministro de energía limpio y prácticamente ilimitado. 

Los defensores del proyecto sostienen que, incluso si fracasa, los países implicados habrán adquirido conocimientos técnicos que pueden utilizarse en otros campos, desde la física de partículas hasta el diseño de materiales avanzados capaces de soportar el calor del sol