El impresionante 'sol artificial' de China no representa un peligro para el mundo
Con temperaturas que alcanzan los 100 millones de °C, el reactor replica el proceso que ocurre en el interior de las estrellas para producir energía. ¿Por qué no existe el riesgo de que pueda ocasionar una catástrofe?
El uso habitual de combustibles fósiles, a nivel mundial, contribuye significativamente al calentamiento global, debido a la emisión de gases de efecto invernadero. Ante el panorama, existen diversas fuentes de energías limpias; desde las más conocidas, como la hidráulica o eólica; hasta las más complejas, como la fusión nuclear. Esta última consiste en una reacción que ocurre en el interior de las estrellas, como nuestro Sol —nuestra mayor fuente de energía natural—, la cual se intenta replicar en reactores de distintos países, como China.
Para que el Sol libere la energía que percibimos como luz y calor, los átomos de hidrógeno en su interior son fusionados a una temperatura de 15 millones de grados Celsius, a partir de la cual se forma helio y otros elementos. Tal proceso ha sido replicado con la tecnología actual.
Desde 2006, está en funcionamiento el 'sol artificial' de China, denominado Tokamak Superconductor Experimental Avanzado (EAST). Además de producir energía, el gran dispositivo también sirve como una plataforma de prueba abierta para que científicos nacionales e internacionales realicen experimentos relacionados con la fusión.
El EAST está ubicado en Hefei. Foto: Huang Bohan/Xinhua/picture alliance
¿Cómo funciona el 'sol artificial'?
El reactor de fusión nuclear chino, ubicado en el Instituto de Física de Plasma de la Academia China de Ciencias, en la ciudad de Hefei, consiste en una estructura metálica con una cámara de vacío interior en forma de rosquilla, que alberga un dispositivo central para generar un poderoso campo magnético.
Allí, se introduce una mezcla de gas compuesta por deuterio y tritio, que son átomos pesados de hidrógeno. Este gas se carga eléctricamente por la influencia del campo magnético y se transforma en plasma.
El campo eléctrico inducido por un transformador conduce una corriente (flecha roja) a través de la columna de plasma, lo que genera un campo magnético que forma un círculo (círculo vertical verde). Foto: IAEA
Debido a que en la Tierra no es posible replicar la presión del núcleo de una estrella, ello se compensa con el aumento de la temperatura del plasma hasta alcanzar 100 millones de °C, aproximadamente. Así, el deuterio y el tritio comienzan a fusionarse para formar helio y replicar la producción de energía del Sol.
Cabe mencionar que, el deuterio es un elemento que puede conseguirse del agua del mar; mientras que, el tritio es un poco más raro en la naturaleza, pero puede fabricarse con fusión nuclear combinada con litio. Ambos isótopos son elegidos porque son capaces de producir más energía que otras formas de hidrógeno.
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¿Es peligrosa la fusión nuclear?
La fusión nuclear es considerada menos peligrosa que la fisión nuclear, un proceso de nombre muy parecido que consiste en la liberación de un núcleo pesado en dos o más partes más pequeñas, mediante lo cual libera gran cantidad de energía, según el Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA, por las siglas en inglés).
Ambos procesos involucran la liberación de energía a partir de reacciones en átomos. Foto: revistadenergia.com
A diferencia de la fusión nuclear, la fisión nuclear puede producir una reacción en cadena si el proceso no es bien controlado, lo cual es capaz de provocar una explosión. Los accidentes en Chérnobil, Three Mile Island y Fukushima han demostrado los riesgos asociados.
Por su lado, durante un proceso de fusión nuclear no es posible que se lleve a cabo una reacción en cadena porque se usa una cantidad de átomos limitada y, además, está contenida en un campo magnético.
“La fusión es un proceso autolimitante: si no se puede controlar la reacción, ella se detiene por sí sola”, explica Sehila González de Vicente, física especializada en fusión nuclear de la IAEA, en un artículo publicado por la entidad.
Así también, la fusión no produce desechos nucleares de periodo largo altamente radiactivos, sino que son residuos radiactivos de actividad baja y periodo corto que pueden manipularse de forma segura, con las precauciones básicas.
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Los avances del sol artificial
El último 17 de abril del 2023, el Tokamak estableció un récord al funcionar durante 403 segundos consecutivos en una operación de plasma largo de alto confinamiento en estado estacionario. ¿Qué significa esto?
Una operación de este tipo requiere que se mantengan condiciones óptimas para que las reacciones de fusión ocurran de manera constante y controlada, lo cual implica la aplicación efectiva de técnicas avanzadas de confinamiento y control. El logro superó el anterior récord de 101 segundos, alcanzado en mayo del 2021.
Los avances ofrecen información importante para el funcionamiento del Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER), construcción planeada para ser el tokamak más grande del mundo, proyecto en el que China también es miembro.
¿Qué otros países tienen un 'sol artificial'?
Se estima que los países que poseen un reactor de fusión nuclear, además de China, son: Rusia, Japón, Corea del Sur y Estados Unidos.
Por otro lado, los principales países que integran el proyecto ITER, son: China, India, Japón, Corea del Sur, Rusia, Estados Unidos y naciones de la Unión Europea.
Una de las cámaras de vacío del ITER, una pieza de 440 toneladas que ayudará a contener el plasma del dispositivo, es instalada. Foto: ITER