Alemania se pone seria con la fusión nuclear. Su modelo energético pide a gritos que este reactor 'stellarator' funcione

Alemania se pone seria con la fusión nuclear. Su modelo energético pide a gritos que este reactor 'stellarator' funcione

Los reactores experimentales de fusión nuclear de tipo stellarator representan una alternativa muy sólida a los tokamak, como ITER o JET. Y no son precisamente el resultado de una investigación reciente. De hecho, ambos diseños fueron ideados durante la década de los 50 del siglo pasado. El stellarator fue diseñado por el físico estadounidense Lyman Spitzer y ejerció como los cimientos sobre los que se construyó el laboratorio de física del plasma de la Universidad de Princeton (EEUU).

El diseño tokamak, sin embargo, fue ideado por los físicos soviéticos Ígor Yevguénievich Tamm y Andréi Dmítrievich Sájarov a partir de las ideas propuestas pocos años antes por su colega Oleg Lavrentiev. Ambos reactores fueron concebidos con el propósito de confinar en su interior plasma a altísima temperatura, y, curiosamente, durante los años 50 y 60 el diseño stellarator recibió un gran respaldo por parte de la comunidad científica en Occidente debido a su enorme potencial.

Sin embargo, cuando los científicos soviéticos y estadounidenses publicaron sus resultados y los compararon se dieron cuenta de que el rendimiento del diseño tokamak era uno o dos órdenes de magnitud mejor que el del stellarator. A partir de ese momento este último diseño quedó en gran medida marginado. La diferencia más evidente entre uno y otro reside en su geometría, pero basta indagar un poco en ambos para darse cuenta de que los reactores stellarator aún tienen mucho que decir.

Proxima Fusion ha puesto una fecha a su planta de fusión de demostración

Los reactores de tipo tokamak tienen forman de toroide (o dónut), y los stellarator tienen una geometría más compleja que los asemeja a una rosquilla retorcida sobre sí misma. No obstante, la diferencia fundamental que existe entre estos dos diseños consiste en que los reactores tokamak requieren que los campos magnéticos que confinan el plasma sean generados por bobinas e inducidos por el propio plasma, mientras que en los reactores stellarator todo se hace con bobinas. No hay corriente dentro del plasma. Esto significa, en definitiva, que estos últimos son más complejos y difíciles de construir.

En Europa tenemos un reactor de fusión de tipo stellarator extraordinariamente prometedor: el Wendelstein 7-X. Está instalado en uno de los edificios que tiene el Instituto Max Planck para la Física del Plasma en Greifswald (Alemania), y su construcción concluyó en 2015. Las primeras pruebas llevadas a cabo en este reactor de fusión entre 2015 y 2018 salieron como estaba previsto, por lo que en noviembre de este último año llegó un momento importante en su itinerario: era necesario modificarlo para instalar un sistema de refrigeración por agua que fuese capaz de evacuar con más eficacia la energía térmica residual de las paredes de la cámara de vacío, así como un sistema que permitiese al plasma alcanzar una temperatura más alta.

Los trabajos que requerían estas modificaciones concluyeron con éxito en agosto de 2022. Y en febrero de 2023 el reactor Wendelstein 7-X alcanzó un hito importante: logró confinar y estabilizar el plasma durante 8 minutos ininterrumpidos en los que entregó una energía total de 1,3 gigajulios. Durante los últimos dos años todo lo aprendido en el desarrollo y las primeras pruebas efectuadas en esta máquina ha sido utilizado por la empresa emergente alemana Proxima Fusion. De hecho, sus fundadores proceden del Instituto Max Planck para la Física del Plasma.

Su trabajo está siendo financiado por Alemania, la Unión Europea, y también por varias entidades privadas de capital riesgo. Y va muy bien. De hecho, los físicos e ingenieros de Proxima Fusion han publicado un artículo científico en Fusion Engineering and Design que ya ha sido revisado por pares y en el que detallan el diseño de Stellaris, su prototipo de reactor stellarator comercial. Su siguiente paso requiere construir una planta eléctrica de demostración a partir de su diseño que debería estar lista en 2031. Sí, en tan solo seis años. Ojalá lo consigan. Si Alpha, que es como se llamará esta central eléctrica de prueba, sale bien la energía de fusión comercial será una realidad antes de que concluya la próxima década. Este es el auténtico propósito de Proxima Fusion.

Imagen | Proxima Fusion

Más información | Fusion Engineering and Design

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La noticia Alemania se pone seria con la fusión nuclear. Su modelo energético pide a gritos que este reactor 'stellarator' funcione fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .