Logran plasma «ardiente», un paso clave hacia un reactor viable de fusión nuclear

Desde hace más de 60 años, se intenta controlar el proceso de fusión nuclear para lograr generar inmensas cantidades de energía eléctrica a bajo coste y sin el riesgo de contaminación radiactiva que tiene la fisión nuclear.

La fusión nuclear es un proceso del todo distinto a la fisión nuclear. La fisión, que es la empleada por las centrales nucleares actuales, consiste en fragmentar núcleos de átomos, y conlleva la emisión de mucha radiactividad. En cambio, la fusión nuclear, que es la que hace funcionar a las estrellas, consiste en fusionar núcleos de átomos, y se evita toda la problemática de la radiactividad de las actuales centrales nucleares. La fusión nuclear puede, por tanto, ser vista como una alternativa ecológica a la muy contaminante fisión nuclear.

La fusión nuclear puede llevarse a cabo en reactores que reproducen en miniatura las condiciones decisivas que existen en las estrellas, incluyendo plasma ultracaliente, el cual debe mantenerse confinado mediante un campo magnético.

Sin embargo, la tecnología necesaria para un reactor de fusión nuclear plenamente operativo está todavía en fase de diseño y desarrollo, a diferencia de la tecnología de fisión que es operativa desde mediados del siglo XX. Uno de los retos a los que se enfrentan los diseños de reactor de fusión nuclear es regular el flujo de calor y de partículas en el interior del reactor.

En unos experimentos recientes, se ha logrado el estado de “plasma ardiente” en la fusión, lo que constituye un importante paso hacia el objetivo final de esta clase de investigaciones: una reacción de fusión nuclear controlada y autosostenida.

Las reacciones de fusión autosostenidas y continuas se basan en tales plasmas ardientes. El plasma, uno de los cuatro estados fundamentales de la materia, consiste en un gas de iones y electrones libres. Un plasma ardiente es aquel en el que la mayor parte del calentamiento del plasma procede de reacciones de fusión en las que intervienen iones del plasma. Las altas temperaturas necesarias para mantener las reacciones de fusión se mantienen mediante el proceso de «autocalentamiento» en el que la energía de la propia reacción de fusión calienta los iones del plasma térmico a través de las colisiones de partículas, manteniendo así las condiciones necesarias para que siga produciéndose la fusión nuclear. Un plasma entra en lo que los científicos llaman el régimen de plasma ardiente cuando la potencia de autocalentamiento supera a la de cualquier calentamiento externo.

Los nuevos experimentos de fusión nuclear tuvieron lugar en unas instalaciones especializadas del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Livermore, con la colaboración de científicos del Laboratorio Nacional estadounidense de Los Álamos, incluyendo a Hermann Geppert-Kleinrath.

Geppert-Kleinrath y sus colegas exponen los detalles sobre estos experimentos y sus resultados en la revista académica Nature, con el título “Burning plasma achieved in inertial fusion”.

Fuente: NCYT de Amazing