El sistema energético coetáneo tiene próxima su aniversario de caducidad. Las reservas de fuentes fósiles no renovables son insuficientes para las crecientes demandas, las políticas de descarbonización lo hacen obsoleto y las crisis sucesivas lo tensionan hasta límites inéditos. El futuro pasa por una mezcla de fuentes renovables y la fusión nuclear, la vivientes de energía a partir de la unión de dos núcleos de átomos ligeros para formar otro núcleo. Es imitar al Sol para disponer de una fuente inagotable, no contaminante y segura. “Con un vaso de agua se abastecerá de energía a una tribu durante 80 abriles”, asegura Eleonora Viezzer, constituyente del unidad de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla (US) y fundadora del comunidad Ciencias de Plasma y Tecnologías de Fusión contiguo con el profesor Manuel García Muñoz. Los dos han participado hoy en la presentación del tokamak, un reactor para la fusión de partículas de plasma, instalado en el puerto de la haber andaluza para conectarse a la red eléctrica tras tres fases que se ejecutarán a lo extenso de 10 abriles. La inversión auténtico supera los cinco millones de euros.
El tesina que ha incorporado Sevilla a esta carrera energética se denomina Fusion2Grid y en él participan la Universidad de Princeton, el Instituto de Física del Plasma de esta, Genérico Atomics (California, EEUU), el Centro para Energía de Fusión de Culham (Reino Unido), el consorcio europeo de fusión EUROfusion, la Universidad de Seúl y Skylife, una empresa surgida de la US y responsable de las bobinas. Este equipo ha desarrollado el tokamak de confinamiento atractivo SMART (siglas en inglés de Small Aspect Ratio Tokamak).
Este reactor confina el plasma de fusión (combustible) a temperaturas de hasta 100 millones de grados Celsius y altas presiones. Se utiliza deuterio y tritio, isótopos del hidrógeno más pesados y que se pueden extraer del agua del mar (deuterio) o de la corteza terreno (tritio). Al fusionarse, se crea una nueva partícula (Alfa) que es helio y libera una energía de 17,6 mega-electrón voltios [MeV]. Según explica Viezzer, premio Princesa de Girona de Investigación, una cantidad de deuterio y tritio similar a la que cerca de en una cucharilla de café (2,5 gramos), por ejemplo, puede difundir una cantidad similar de energía a la que produciría un campo de fútbol saciado de carbón en combustión.
El tokamak funciona a partir de la inyección de un haz de partículas neutras a inscripción energía para alcanzar al modo-H, de suspensión confinamiento, que se caracteriza por la formación de una barrera muy fina donde el transporte de energía y de partículas es más escaso que en el modo-L utilizado en otros reactores. Este modo-H produce altos gradientes de presión necesarios para la fusión y, consecuentemente, para aumentar la potencia del reactor.
Pero este proceso de suspensión confinamiento, al registrar gradientes de presión en el borde tan altos, genera perturbaciones magnetohidrodinámicas que producen altas cargas térmicas intermitentes en las paredes del reactor, conocidas como Edge Localized Modes (ELMs). Para afrontarlas y conseguir el invariabilidad de fuerzas (compensación de la presión del plasma con los campos producidos por las bobinas y el propio combustible), el dispositivo de la US se ha diseñado como un tokamak esférico compacto, diferente al diseño tradicional en forma de rosquilla, con electroimanes superconductores de inscripción temperatura y que opera con triangularidad negativa del plasma (forma de D invertida). Estas características se traducen en la capacidad de obtener el mismo confinamiento de plasma con la parte de potencia externa, poco fundamental para la eficiencia del sistema. “Más electricidad con beocio coste”, resume García Muñoz. El inconveniente es que aún no se ha estudiado la estabilidad del plasma con este maniquí.
El resultado es un reactor que, por primera vez en el mundo, utilizará esta triangularidad negativa, más compacto, competente y robusto, capaz de alcanzar longevo presión y temperaturas de fusión con las que difundir hasta diez millones más de energía por gramo que en la combustión de combustibles fósiles.
Con este reactor, Sevilla se incorpora a una carrera por la fusión nuclear que ya ha ajustado el hito necesario para hacerla competente: difundir más energía que la que necesita para el proceso, lo que se conoce como rendimiento neta. Lo consiguió el pasado diciembre un equipo sabio estadounidense en el Laboratorio Doméstico Lawrence Livermore, donde 192 haces de láser se concentraron en un plasma de hidrógeno del tamaño de un “roncha de pimienta” para difundir tres megajulios de energía empleando solo dos.
En este maratón sabio hay muchos corredores. El Reino Unido calma disponer del primer prototipo de reactor en 2032 y el ITER (el consorcio de tres continentes que construye el longevo arduo en Francia) lucha por perseverar los plazos en el interior de esta división. El comunidad energético italiano Eni, en colaboración con el Massachusetts Institute of Technology (MIT), asegura que “dispondrá de una primera planta en Estados Unidos en 2025″, según Mónica Spada, jefa de Investigación e Innovación Tecnológica de la compañía italiana. Madrid cuenta con un reactor de tecnología diferente (TJ II Stellarator) al de Sevilla en el Laboratorio Doméstico de Fusión del CIEMAT.
La Universidad sevillana todavía ha participado en un flamante récord de vivientes de energía por fusión: 59 megajulios durante cinco segundos. El cuestionario, del consorcio EUROFusion, se llevó a extremidad en el dispositivo europeo Joint European Torus (JET), emplazado en Oxford y que supone la longevo instalación de fusión por confinamiento atractivo actualmente en operación a nivel mundial. Pero el resultado arrojó una energía que suponía un 70% de la empleada para generarla.
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Creditos a Raúl Citrón
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