El imán más poderoso del mundo ya está preparado para lograr la fusión nuclear

Vista aérea del lugar donde se construye el ITER, en 2018.
Vista aérea del lugar donde se construye el ITER, en 2018.
Wikipedia / Oak Ridge National Laboratory

La fusión de hidrógeno es un método perfecto para generar energía limpia y renovable, una forma que imita la generación de energía del Sol, pero para la que necesita una enorme gravedad. En la Tierra, al no disponer de estas condiciones, se necesitan imanes gigantes para conseguir encapsular la energía, proyecto en el que trabajan desde hace más de 10 años en General Atomics, un centro de física nuclear.

Tras la década de trabajo, la compañía ha anunciado que el primer módulo del Solenoide Central, el imán más poderoso del mundo, está ya listo y se integrará como parte principal en el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), una máquina que replica el poder de fusión del Sol.

El ITER, que está siendo construido en el sur de Francia por 35 países socios, trata de demostrar que la energía producida a través de la fusión del hidrógeno se puede crear y controlar en la Tierra, una energía caracterizada por ser segura, limpia y económica, según informan desde General Atomics. 

La financiación del proyecto se realiza, en su mayoría, mediante los componentes aportados por los socios y, a pesar de las dificultades por la pandemia, el ITER está construido casi en un 75%. Así, cuando se ensamblen los componentes masivos enviados por los países, se formará el ITER Tokamak, un "Sol en la tierra" para demostrar la fusión a escala industrial.

Solenoide Central, el imán más potente del mundo

El Solenoide Central tendrá un papel muy importante en la misión del ITER, ya que será el encargado de establecer la energía de fusión como una fuente práctica, segura e inagotable de electricidad limpia, abundante y libre de carbono.

Los módulos de Solenoide Central se están fabricando en el Magnet Technologies Center de GA en Poway, California, cerca de San Diego, bajo la dirección del proyecto ITER de EE UU, y está siendo gestionado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL). En total, habrá cinco módulos de Solenoide Central adicionales, más uno de repuesto, que se encuentran en diversas etapas de fabricación. El módulo 2 se enviará en agosto.

"Este proyecto se encuentra entre los programas magnet más grandes, complejos y exigentes jamás realizados", explica John Smith, Director de Ingeniería y Proyectos de GA. "Hablo en nombre de todo el equipo cuando digo que este es el proyecto más importante y significativo de nuestras carreras. Todos hemos sentido de la responsabilidad para desarrollar  un trabajo que tiene el potencial de cambiar el mundo. Este es un logro significativo para el equipo de GA y el ITER de EE UU", ha añadido. 

Dibujo del tokamak ITER y los sistemas integrados de la planta.
Dibujo del tokamak ITER y los sistemas integrados de la planta.
Wikipedia / Oak Ridge National Laboratory

¿Cómo funciona la fusión?

General Atomics también ha querido explicar cómo es el proceso de fusión, algo clave a la hora de crear el ITER. En el primer paso del proceso, se inyecta una pequeña cantidad de gas deuterio y tritio (hidrógeno) en una cámara de vacío grande con forma de rosquilla, llamada tokamak.

Después, el hidrógeno se calienta hasta que se convierte en un plasma ionizado, que parece una nube. Los imanes superconductores gigantes, integrados con el tokamak, confinan y dan forma al plasma ionizado, manteniéndolo alejado de las paredes metálicas. Así, cuando el plasma de hidrógeno alcanza los 150 millones de grados Celsius, diez veces más caliente que el núcleo del Sol, se produce la fusión.

En la reacción de fusión, una pequeña cantidad de masa se convierte en una gran cantidad de energía. Los neutrones de energía ultra alta, producidos por fusión, escapan del campo magnético y golpean las paredes metálicas de la cámara del tokamak, transmitiendo su energía a las paredes en forma de calor.

Algunos neutrones reaccionan con el litio en las paredes metálicas, creando más combustible de tritio para la fusión. El agua que circula por las paredes del tokamak recibe el calor y se convierte en vapor. En un reactor comercial, este vapor impulsará turbinas para producir electricidad. 

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