21 de mayo de 2008
21.05.2008
 
joaquín díaz
Catedrático de Física Teórica de la Universidad de Oviedo
 

Renace la gran esperanza energética «En los sesenta decían que se lograría en 20 años; ahora, 40 años después, lo mismo» Júpiter

Investigadores del MIT (Boston, EE UU) mejoran el reactor experimental de fusión nuclear, avanzando prometedoramente hacia la energía inagotable, barata y limpia

21.05.2008 | 02:00
Renace la gran esperanza energética «En los sesenta decían que se lograría en 20 años; ahora, 40 años después, lo mismo» Júpiter

Investigadores MIT (Massachusetts, EE UU) acaban de firmar una importante innovación en su prototipo de reactor de fusión nuclear que podría ponerlos en la recta final de la obtención de energía inagotable, barata y limpia. Los reactores de fusión consumen hidrógeno, elemento prácticamente inagotable y barato, y no dejan residuos. El problema es lograr una producción continuada en las condiciones extremas de temperatura en que operan.

Oviedo, J. N.

Oviedo, J. N.

La fusión nuclear controlada, que podría ofrecer energía limpia, ilimitada y barata, está más cerca. En EE UU se acaba de dar un paso técnico muy importante en la consecución de un reactor de fusión continua que permitiría obtener esa energía.


Los ensayos más significativos para lograr un reactor de fusión -a fin de cuentas una bomba H controlada como asimismo un reactor de fisión es una bomba atómica controlada- se iniciaron en Rusia a finales de los años cincuenta con unos artefactos denominados Tokamak. La fusión nuclear parte del hidrógeno -por eso el combustible es ilimitado, luego barato- y da como resultado helio y energía. En el reactor, el hidrógeno, a elevadísimas temperaturas, se encuentra en estado de plasma.


El modelo de reactor con el que ahora se ha dado un importante paso adelante se denomina LDX y se diseñó en el año 1998. Está instalado en el Plasma Science and Fusion Center del MIT -Instituto Tecnológico de Massachusetts, en Boston, EE UU- y se trata de una estructura inspirada en la magnetosfera del planeta Júpiter. En el interior de la máquina levita un anillo superconductor de media tonelada de peso. Con ese anillo se acaba de obtener un importante avance siguiendo una estrategia absolutamente novedosa para confinar átomos y acercarse de esa forma a la fusión nuclear controlada.


En efecto, el reactor cuenta con una configuración única en la que el electroimán principal está suspendido -se mantiene en el aire, literalmente levitando- por otro electroimán situado en una posición más elevada. En el reactor se alcanzan temperaturas por encima de tres millones de grados; de ahí la necesidad de mantener el núcleo suspendido en el aire, porque si toca una pared de la instalación o siquiera la roza, la destrozaría y arruinaría el experimento. En el caso de un reactor industrial, no sólo experimental, como los ahora en uso, ese contacto sencillamente lo destruiría.


El prototipo del LDX se puso en marcha en 2004, en el llamado «modo sostenido» de funcionamiento. El electroimán se mantuvo estable en las coordenadas necesarias para su óptimo funcionamiento por medio de una estructura de apoyo que, sin embargo, causaba pérdidas significativas al plasma donde tenía lugar la fusión.


El LDX logró por primera vez operar con su sistema de levitación plenamente activo el pasado mes de noviembre. Una segunda ronda de pruebas se realizó entre el 21 y el 22 del pasado mes de marzo, obteniendo una mejor capacidad de medición. La prueba incluyó experimentos que clarificaron los resultados anteriores. Estos experimentos y el estudio de sus datos demuestran una mejora sustancial en el confinamiento del plasma, un progreso significativo hacia la meta de producir una reacción de fusión nuclear.


La fusión nuclear, el proceso que proporciona su energía al Sol, se produce en términos generales cuando dos átomos se fusionan, creando un elemento químico diferente y liberando energía. Estas reacciones sólo pueden generarse a temperaturas y presiones sumamente altas. Como el material está demasiado caliente para ser contenido por cualquier otro, los reactores de fusión deben operar fijando los gases cargados eléctricamente -el denominado plasma- por medio de fuertes campos magnéticos que les impiden tocar las paredes del dispositivo.


El reactor LDX reproduce las condiciones necesarias para la fusión imitando el tipo de campo magnético que rodea a Júpiter. El proyecto del MIT se desarrolla conjuntamente con la Universidad de Columbia. El electroimán superconductor debe estar a muy baja temperatura y aproximadamente tiene el tamaño y la forma de un gran neumático para camiones. Para mantener el electroimán levitando a la altura correcta se emplea un sistema de realimentación que monitoriza constantemente su posición, utilizando para eso ocho haces de rayos láser. De esa forma se realizan los ajustes de posición pertinentes en el sistema de energía del electroimán.


La levitación evita interferencias con las líneas del campo magnético que rodean al electroimán en forma de rosquilla.

Joaquín Díaz es catedrático de Física teórica de la Universidad de Oviedo.


-Parece que se allana el camino para lograr un reactor industrial de fusión nuclear.


-En los primeros tiempos, la fusión nuclear en un reactor, en laboratorio, en un prototipo, claro, se ensayó con un plasma que estaba a dos o tres millones de grados. En esas condiciones se lograba la fusión, pero apenas durante un instante. El plasma, en realidad un hilo de plasma, se confinaba mediante un campo magnético. De esa forma se conseguía que no tocase las paredes.


-¿Entonces?


-El problema que se presentó es que a partir de cierta temperatura es difícil estabilizar el hilo porque se producen determinadas ondas y el conjunto se vuelve muy inestable.


-Pero hay avances...


-A lo largo de las últimas cinco décadas se han propuesto dos sistemas fundamentalmente y varios proyectos. El de los rusos, otro inglés, ahora uno internacional, el ITER, que se está instalando en el sur de Francia, y este americano. La cuestión es lograr la estabilidad de un sistema a millones de grados de temperatura, luego aislado o mejor suspendido, para que no afecte a las paredes de la propia máquina y en el que encima aparecen factores que tienden a desestabilizarlo.


-¿Estamos a punto de lograr el reactor definitivo?


-Los americanos acaban de lograr un avance técnico muy prometedor, según se indica en la noticia. De todos modos, los fundamentos físicos son los mismos que décadas atrás. En los años sesenta, cuando estaba estudiando la carrera, se decía que se lograría el reactor de fusión nuclear al cabo de veinte años y ahora, cuarenta años después, se dice lo mismo. Me refiero a producir energía de forma continua; porque los experimentos hasta ahora apenas ofrecen energía durante un tiempo de un segundo. De todos modos se puede ser optimista, es posible lograrlo, se están produciendo progresos en la física del plasma, la cuestión es vencer la barrera de la inestabilidad.

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