China avanza a una velocidad vertiginosa en fusión nuclear. Ya tiene listo algo que hasta ahora solo tenía Países Bajos
El camino hacia un destino tan desafiante como lo es la fusión nuclear comercial debe estar necesariamente repleto de pequeñas conquistas. De logros que pueden parecer modestos, pero que, en realidad, son hitos que nos colocan un poco más cerca de un objetivo ambicioso que no persigue otra cosa que ayudarnos a resolver nuestras necesidades energéticas sin continuar emitiendo gases de efecto invernadero.
En este contexto ITER acapara buena parte de la atención. Y es comprensible que sea así. Al fin y al cabo es un proyecto con una envergadura enorme, que, además, está liderado por la Unión Europea. De hecho, esta organización está asumiendo en conjunto aproximadamente el 50% del coste total de un plan en el que también participan Estados Unidos, Rusia, China, Japón, India y Corea del Sur.
Sin embargo, la apuesta de origen público por la fusión nuclear no se condensa únicamente en ITER. Y tampoco está circunscrita solo a la Unión Europea. Ni mucho menos. Europa se está apuntando hitos científicos muy importantes, pero hay otros países que también están pujando muy alto, y que, precisamente, no se mueven en la órbita de Occidente. De hecho, dos de ellos, probablemente los más aventajados, son China y Corea del Sur.
China tiene un generador de plasma lineal muy sofisticado para avanzar en la fusión
En el ámbito de la fusión nuclear el plasma es el gas extremadamente caliente que contiene los núcleos de deuterio y tritio, los dos isótopos del hidrógeno, que intervienen en la reacción. Para que estos núcleos venzan su repulsión eléctrica natural y la interacción nuclear fuerte consiga fusionarlos es necesario que adquieran una energía cinética muy alta. Y esto solo es posible si el plasma alcanza una temperatura igual o superior a los 150 millones de grados Celsius.
Como podemos intuir, muy pocos materiales conocidos son capaces de soportar una temperatura tan alta. No obstante, esto no es todo. Cuando un núcleo de deuterio se fusiona con otro de tritio dan lugar a la producción de un núcleo de helio y un neutrón que sale despedido con una energía de unos 14 MeV (megaelectronvoltios). El problema es que el neutrón carece de carga eléctrica neta, por lo que no puede ser confinado en el interior del campo magnético que, sin embargo, sí consigue retener los núcleos de deuterio y tritio, que tienen carga eléctrica positiva.
Los componentes que se verán más afectados por el impacto directo de los neutrones de alta energía y el flujo de calor más intenso son la pared interna de la cámara de vacío y el manto
Esta es la razón por la que cuando se origina como resultado de la reacción de fusión nuclear este neutrón sale despedido hacia las paredes de la cámara de vacío con una energía enorme. Esta partícula es muy importante debido a que en la práctica estará estrechamente vinculada a la producción de energía eléctrica en los reactores de fusión nuclear, pero, al mismo tiempo, representa una forma de radiación muy agresiva que puede degradar sensiblemente los materiales utilizados en el reactor.
Los componentes que se verán más afectados por el impacto directo de los neutrones de alta energía y el flujo de calor más intenso son la pared interna de la cámara de vacío y el blanket, que es un manto que la recubre y que tiene como propósito regenerar el tritio que es necesario utilizar como combustible en la reacción de fusión nuclear. Este es el motivo por el que es crucial desarrollar nuevos materiales que sean capaces de soportar el flujo de neutrones y garantizar, por tanto, que el reactor tendrá una vida útil operativa prolongada.
Hasta ahora solo Países Bajos tenía un dispositivo capaz de generar un plasma de alto flujo similar al que ocurre en la cámara de vacío de un reactor de fusión nuclear. Pero ahora China también lo tiene. El Instituto de Ciencias Físicas de Hefei ha construido con éxito un generador lineal de plasma muy avanzado capaz de recrear con precisión las condiciones extrema que se dan en el interior de los reactores de fusión.
Su propósito es usarlo para poner a prueba los materiales candidatos a ser utilizados en la construcción de la cámara de vacío, para lo que es imprescindible someterlos a la interacción del plasma. Afortunadamente China ha confirmado que esta máquina estará disponible para la colaboración internacional.
Imagen | Hefei Institutes of Physical Science
Más información | Hefei Institutes of Physical Science
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