El gigantesco reactor de fusión nuclear más potente del mundo: calienta plasma a 200 millones de °C
Con la capacidad de alcanzar temperaturas similares a la del Sol, el reactor de fusión nuclear JT-60SA, en Japón, abre nuevas posibilidades para el futuro de las energías limpias.
Una enorme máquina de cinco pisos de altura (15,5 metros) busca impulsar la comprensión y desarrollo de la fusión nuclear. Este proceso es el mismo que se realiza en el interior del Sol y los científicos ven su desarrollo como una posible fuente de energía limpia e inagotable para el mundo.
El reactor de fusión nuclear más grande que existe, en funcionamiento, está en Japón. Desarrollado durante más de 15 años en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Cuántica, al norte de Tokio, el JT-60SA es un logro de colaboración internacional, especialmente en conjunto con la Unión Europea.
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¿En qué consiste la fusión nuclear?
La fusión nuclear es una reacción que produce la energía que viene del Sol, así como la que existe en todas las estrellas del universo.
Durante el proceso de fusión nuclear, dos núcleos de átomos ligeros se combinan para formar un núcleo más pesado. Ello libera una gran cantidad de energía, según explica la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA).
Una vez que los núcleos se encuentran a una distancia muy cercana entre sí, la fuerza nuclear de atracción entre ellos supera la repulsión eléctrica y se fusionan. Foto: IAEA
A diferencia de los combustibles fósiles, causantes de gases de efecto invernadero y otros contaminantes, la fusión nuclear produce energía con átomos que pueden ser fáciles de conseguir en la naturaleza. Por eso, desde la comunidad científica se impulsa su investigación.
La misión del reactor JT-60SA
El propósito principal del JT-60SA es investigar y demostrar la viabilidad de la fusión nuclear como una fuente de energía limpia y abundante. Al imitar las reacciones del sol, el reactor busca producir energía sin los subproductos radiactivos asociados con la fisión nuclear tradicional.
Por otro lado, los resultados obtenidos de este reactor ayudarán a informar y optimizar el diseño del Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER), un proyecto aún más ambicioso actualmente en construcción en Francia.
El reactor ITER es el doble de grande que JT-60SA, pero aún no está en funcionamiento. Foto: Fusion for energy
¿Cómo funciona?
Inaugurado en diciembre del 2023, el reactor JT-60SA emplea un diseño de tokamak. Es decir, hay una cámara de vacío en forma de rosquilla que utiliza campos magnéticos intensos para contener y controlar un plasma.
En su núcleo, el reactor introduce deuterio, un isótopo pesado del hidrógeno, que se ioniza y calienta a temperaturas extremas, lo cual replica las reacciones que ocurren en el sol y las estrellas. Este método permite al JT-60SA alcanzar y sostener el plasma a temperaturas inimaginablemente altas, esenciales para la fusión nuclear.
Los tokamaks buscan convertirse en centrales de fusión comercialmente viables. Foto: National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)/AFP
De acuerdo a una publicación en la revista Science, la máquina es capaz de calentar el plasma a 200 millones de grados Celsius durante 100 segundos, lo cual supera a los otros tokamaks que existen en el mundo.
Los desafíos
El proyecto JT-60SA ha atravesado retrasos que extendieron su cronograma de desarrollo más allá de los 15 años originalmente previstos. Las postergaciones se han debido a varios factores, incluyendo un rediseño necesario del reactor, problemas de adquisición de componentes esenciales, y desastres naturales como el terremoto de Tohoku en 2011, que impactaron directamente en el avance del proyecto.
Un problema técnico del JT-60SA es que solo puede emplear átomos de hidrógeno y deuterio en sus experimentos, y no tritio. Este elemento es más reactivo y produce más energía. Sin embargo, no se usa debido a que es costoso, escaso y radiactivo.
A largo plazo, Japón espera utilizar las lecciones aprendidas y los datos recopilados de JT-60SA para construir DEMO, una planta de demostración que actuaría como un puente hacia la comercialización de la energía de fusión.