Se detuvo después de 30 segundos debido a limitaciones de hardware.
Un reactor de fusión nuclear desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional de Seúl (SNU) en Corea del Sur alcanzó temperaturas superiores a los 100 millones de grados centígrados, acercándonos un paso más a la energía de fusión nuclear, informó New Scientist .
La fusión nuclear es un método prometedor de generación de energía, ya que se liberan cantidades masivas de energía cuando se combinan dos núcleos con pesos atómicos bajos. La ventaja más significativa de la fusión nuclear es que el producto final del proceso no es radiactivo y, por lo tanto, no requiere medidas de contención de la tecnología de fisión nuclear.
Nuestro Sol produce su energía con la fusión nuclear, pero la humanidad aún está a unas pocas décadas de aprovechar la fusión nuclear. Al igual que el Sol, necesitamos altas temperaturas dentro de un reactor de fusión para que el proceso funcione. Las altas temperaturas convierten la materia en plasma, que luego debe contenerse; un enfriamiento demasiado rápido puede dañar las cámaras de los reactores.
Maneras de contener el plasma
Los científicos aún están buscando formas de contener el plasma dentro del reactor de fusión nuclear. Uno de estos métodos es el uso de campos magnéticos para crear una barrera de transporte de borde (ETB), que crea un corte brusco en la presión cerca de la pared del reactor para evitar que escapen el calor y el plasma. Otra es crear una presión más alta más cerca del centro del plasma, lo que se denomina barrera de transporte interno (ITB).
Yong-Su Na y sus colegas de SNU utilizaron una modificación de la técnica ITB y lograron una densidad plasmática más baja. Sus experimentos llevados a cabo en la Investigación Avanzada Tokamak Superconductora de Corea (KSTAR) parecen aumentar las temperaturas en el núcleo del plasma, que, en esta ocasión, superó los 100 millones de grados centígrados.
Este es un paso crítico de la fusión nuclear ya que necesitamos mantener altas temperaturas para extraer energía del proceso. Se sabe que tanto la ETB como la ITB crean inestabilidad. Sin embargo, el método utilizado por los investigadores de KSTAR demostró estabilidad y solo tuvo que detenerse debido a limitaciones de hardware.
¿Se puede escalar esto?
Los investigadores no entienden completamente los mecanismos en juego que hicieron que el plasma fuera estable a temperaturas tan altas, pero creen que la mejora regulada por iones rápidos (FIRE) o iones más energéticos en el núcleo del plasma fueron parte integral de la estabilidad.
El dispositivo KSTAR ahora se ha apagado y los componentes de carbono de sus paredes internas se están reemplazando con tungsteno para mejorar la reproducibilidad de los experimentos, dijo New Scientist en su informe. Los investigadores tienen la esperanza de que los experimentos futuros sean más largos y los ayuden a avanzar hacia un reactor de fusión nuclear.
Los expertos le dijeron a New Scientist que tales descubrimientos definitivamente estaban avanzando en el campo de la fusión nuclear. Sin embargo, los problemas de la tecnología ahora se estaban alejando de la física. La pregunta más importante a abordar es si podemos aprovechar la energía de un reactor de fusión de una manera económica donde el calor se puede utilizar para obtener algo de trabajo. Sin esto, la tecnología no se ampliará.
Afortunadamente, podemos esperar más respuestas a nuestras preguntas cuando una colaboración internacional para la fusión nuclear, ITER, intente producir energía neta en el reactor de fusión nuclear más grande del mundo para 2025.
Los hallazgos del trabajo realizado en KSTAR se publicaron en la revista Nature .
Resumen
La fusión nuclear es una de las alternativas más atractivas a las fuentes de energía dependientes del carbono. Sin embargo, aprovechar la energía de la fusión nuclear en una gran escala de reactor aún presenta muchos desafíos científicos a pesar de los muchos años de investigación y los avances constantes en los enfoques de confinamiento magnético. Los dispositivos de fusión magnética de última generación aún no pueden lograr un rendimiento de fusión sostenible, lo que requiere una temperatura alta por encima de los 100 millones de kelvin y un control suficiente de las inestabilidades para garantizar un funcionamiento en estado estable del orden de decenas de segundos. Aquí informamos experimentos en el dispositivo Korea Superconducting Tokamak Advanced Research que produce un régimen de fusión de plasma que satisface la mayoría de los requisitos anteriores: gracias a la abundancia de iones rápidos que estabilizan la turbulencia del plasma central, generamos plasmas a una temperatura de 100 millones de kelvin con una duración de hasta 20 segundos sin inestabilidades en los bordes del plasma ni acumulación de impurezas. Una densidad de plasma baja combinada con una potencia de entrada moderada para la operación es clave para establecer este régimen al preservar una fracción alta de iones rápidos. Este régimen rara vez está sujeto a interrupciones y puede mantenerse de manera confiable incluso sin un control sofisticado y, por lo tanto, representa un camino prometedor hacia los reactores de fusión comerciales.