Los investigadores que llevaron el proceso nuclear que impulsa a las estrellas a la Tierra para satisfacer las crecientes necesidades de energía de la humanidad han batido un récord importante en la generación de plasma sobrecalentado.
El equipo de la instalación de fusión de «sol artificial» de China, el Tokamak Superconductor Experimental Avanzado (EAST), ha dicho que el 30 de diciembre de 2021, pudieron generar 120 millones de grados Fahrenheit de plasma (alrededor de 70 millones de grados Celsius) y mantenerlo durante 1.056 segundos.
Durante sus 15 años de funcionamiento, EAST, operado por la Academia China de Ciencias (ASIPP), ha logrado estas temperaturas y este tiempo de contención antes, pero nunca en conjunto, lo que lo convierte en un hito importante en la fusión.
Gong Xianzu, investigador de la ASIPP, dijo: «Logramos una temperatura de plasma de 120 millones de grados Celsius (216 F) durante 101 segundos en un experimento en la primera mitad de 2021. Esta vez, la operación de plasma en estado estable se mantuvo durante 1.056 segundos a una temperatura cercana a los 70 millones de grados Celsius, sentando una base científica y experimental sólida para el funcionamiento de un reactor de fusión «.
Los Tokamaks, como el reactor EAST en forma de rosquilla, a menudo se denominan «soles artificiales», ya que son dispositivos que replican los procesos de fusión que ocurren dentro de las estrellas. Estos procesos entregan la energía irradiada por estos cuerpos estelares, y los investigadores aquí en la Tierra tienen como objetivo entregar esta energía de manera controlada para alimentar nuestros hogares y ciudades.
Si los científicos logran llevar este proceso a la Tierra, la energía de fusión podría proporcionar al mundo una fuente de energía segura, sostenible, ambientalmente responsable y abundante que sea una alternativa a la energía nuclear de fisión.
El proceso de fusión es casi lo opuesto al proceso de fisión que impulsa la generación actual de plantas de energía nuclear en el sentido de que, en lugar de dividir los átomos de los elementos pesados, fuerza a los átomos de los elementos ligeros juntos para crear átomos más pesados.
En el plasma supercaliente, un gas de átomos ionizados, que forma las estrellas, la intensa presión gravitacional fuerza a los átomos de hidrógeno a unirse a altas velocidades para formar helio.
Un solo átomo de helio no tiene tanta masa como dos átomos de hidrógeno y esta diferencia de masa se libera como energía que irradian las estrellas.
Para replicar este proceso estelar, los tokamaks deben calentar átomos de hidrógeno pesados (deuterio y tritio) con láseres a temperaturas de hasta cientos de millones de grados Fahrenheit mientras confinan este plasma dentro de poderosos campos magnéticos.
La temperatura del plasma en los tokamaks debe ser más alta que la de las estrellas, donde los procesos de fusión ocurren a unos 60 millones de grados F. Esto se debe a que los científicos con destino a la Tierra no pueden replicar la intensa presión generada por la gravedad en el corazón de una estrella.
Eso significa compensar calentando el plasma a alrededor de 270 millones de F, la temperatura a la que los núcleos atómicos en un tokamak se romperán entre sí lo suficientemente rápido como para iniciar la fusión nuclear.
Además, para generar energía de fusión utilizable, los tokamaks deben contener el plasma que generan y mantenerlo a estas temperaturas el tiempo suficiente para que los núcleos atómicos comiencen a romperse juntos y el proceso sea autosuficiente.
Los investigadores que trabajan en EAST dicen que están trabajando para lograr este objetivo, al igual que los científicos de otros tokamaks como el reactor de Investigación Avanzada Tokamak Superconductora de Corea del Instituto de Energía de Fusión de Corea (KSTAR).
KSTAR estableció un récord mundial en 2016 al mantener un gas iónico sobrecalentado de 90 millones de F durante 70 segundos. EAST rompió este récord al año siguiente al mantener un plasma de 90 millones de F durante 102 segundos.
En 2021, EAST superó aún más este récord al mantener el plasma en alrededor de 216 millones de F durante aproximadamente 101 segundos. Este nuevo desarrollo rompe el récord de contener plasmas sobrecalentados al mantener un plasma durante más de diez veces más tiempo, aunque a una temperatura más baja.
Se considera que la fusión es un proceso más limpio que la fusión porque no genera residuos radiactivos , y el producto final del proceso de fusión es el helio. Además, el combustible que consume son materiales ligeros y abundantes como el deuterio, en lugar de elementos caros, raros y peligrosos, como el uranio o el plutonio utilizados en las plantas de fusión.
Teóricamente, estos combustibles pueden obtenerse en grandes volúmenes a partir del agua de mar, con un litro de agua estimado por algunos expertos como suficiente para proporcionar suficiente materia prima de fusión para producir la energía equivalente a la combustión de 300 litros de petróleo.
Publicado en cooperación con Newsweek
