Una empresa privada ha alcanzado una marca mundial con un tokamak o “sol artificial” que generó plasma a 100 millones de grados centígrados (180 millones de grados Celsius), temperatura a la que puede ocurrir la fusión de iones de hidrógeno.
El jueves 10 de marzo de 2022, Tokamak Energy —empresa ubicada en las inmediaciones de Oxford, Reino Unido— anunció que su tokamak esférico ST40 alcanzó el importante hito de temperatura. Lo describió como “el umbral requerido para la energía de fusión comercial”.
Si bien varios experimentos gubernamentales —como Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR)— han tenido éxitos semejantes, esta es la primera vez que una empresa privada alcanza el objetivo. Y, además, su sol artificial utiliza una máquina mucho más compacta.
Chris Kelsall, CEO de Tokamak Energy, señaló en un comunicado: “Estamos orgullosos de este logro en nuestra misión de brindar al mundo una nueva fuente de energía segura y libre de carbono”.
El proceso de fusión es casi lo opuesto a la fisión nuclear que utilizan las plantas nucleares modernas, las cual separan elementos pesados en átomos más pequeños. El inconveniente de la fisión es que los precursores de la reacción son muy costosos (como el uranio) y sus subproductos son radiactivos, por lo que es difícil eliminarlos.
En cambio, el precursor de la fusión es el hidrógeno pesado (o deuterio), isótopo que puede obtenerse del agua de mar. Y dado que el subproducto de la reacción es helio, el proceso es eminentemente limpio.
Ahora bien, ¿por qué el sol artificial debe ser más caliente que el sol? Las estrellas, esos cuerpos masivos, poseen una presión gravitacional tan grande que supera la repulsión entre los iones de hidrógeno (átomos privados de electrones, por lo que tienen carga positiva), forzándolos a unirse.
El resultado de la fusión de átomos de hidrógeno es la producción de helio, en tanto que la diferencia másica se libera como energía.
Debido a que no hay manera de reproducir las fuerzas gravitacionales del sol, es necesario generar temperaturas mucho más altas para unir los átomos de hidrógeno contenidos en el plasma de los tokamaks.
La fusión de hidrógeno ocurre en el núcleo solar, cuya temperatura es de unos 15 millones de grados centígrados. Esto significa que los tokamaks deben superar unas siete veces la temperatura del núcleo solar para que se lleve a cabo la fusión.
Ahora bien, el sol artificial requiere más que altísimas temperaturas. También necesita potentes imanes para contener el plasma.
Por ello, Tokamak Energy anunció que actualizará su tokamak esférico ST40 con imanes superconductores de alta temperatura (HTS, por sus siglas en inglés).
Kelsall precisó: “Los tokamaks esféricos, combinados con imanes HTS, brindan una vía óptima para alcanzar la energía de fusión comercial limpia y de bajo costo”.
Ese dispositivo será el estándar para el desarrollo de futuras tecnologías de fusión. Y a decir de Tokamak Energy, servirá de base para el diseño de la primera planta de fusión del mundo. Esta comenzaría a operar a principios de la década de 2030.
“Nuestro próximo dispositivo, el primero que combinará estas dos tecnologías líderes, será fundamental para nuestra misión de proporcionar energía de bajo costo con módulos de fusión compactos”. N
(Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek)
