En un mundo que demanda cada vez más electricidad y con un medio ambiente cada vez más dañado, China y Europa están liderando el desarrollo de reactores que utilizan el Torio para la fusión nuclear.
En el 2015, un experimento alemán sobre fusión nuclear consiguió producir un gas súper caliente que los científicos esperan pueda eventualmente conducir a la producción de energía limpia y barata.
El plasma de helio, una nube de partículas cargadas, duró como una décima de segundo y alcanzó alrededor de un millón de grados Celsius.
El hecho fue recibido como un enorme avance en el reactor estelar (stellarator) del Instituto Max Planck, una cámara cuyo diseño es diferente de los dispositivos de fusión tokamak que se usan en otros proyectos. En cambio, los dispositivos tokamak todavía consumen más energía de la que generan. El principal proyecto de fusión nuclear de la Unión Europea es el llamado Iter, en Cadarache, sur de Francia, pero no será lanzado hasta 2020. Iter será un disposito tokamak, una palabra rusa que hace referencia a una cámara magnética con forma de anillo para retener el plasma enjaulado en el campo magnético.
La energía del Sol es generada por fusión. La fusión nuclear también es el principio detrás de las armas más poderosas del planeta: armas termonucleares como la bomba de hidrógeno.
El mundo de la Física está en una carrera a nivel mundial para poder conseguir dispositivos para crear energía por fusión nuclear de forma estable. Se trata de buscar una fórmula que no sólo imite al Sol, sino que suministre abundante energía sin los volúmenes de residuos tóxicos generados por la fisión, la división del átomo.
El equipo científico alemán pretende en el futuro calentar el núcleo del hidrógeno hasta los cien millones de grados, la condición para que se dé la fusión en el interior, al igual que en el Sol.
Usarán deuterio, un isótopo más pesado. El plasma del stellarator ha sido creado a partir de 10 mg de helio y usando un microondas láser, con una compleja combinación de imanes.
En la Isla de la Ciencia, en el este de China, hay una forma de Tokamak de metal reluciente ubicada en una enorme caja brillante y redonda, casi tan grande como un apartamento de dos pisos. Se trata del Tokamak Superconductor Experimental Avanzado (o EAST, por sus siglas en inglés).
En el interior, los átomos de hidrógeno se fusionan y se convierten en helio, que puede generar una temperatura varias veces superior a la del núcleo del sol. Unos potentes imanes controlan la reacción, que, si se mantiene, podría producir pronto grandes cantidades de electricidad.
En todo el mundo se está tratando de avanzar en el manejo de la fusión nuclear: Estados Unidos, Japón, Corea, Brasil, Unión Europea… pero ninguno puede mantenerla estable por tanto tiempo como el equipo de científicos chinos.
Y tras numerosas pruebas, el EAST logró en noviembre del 2018 una temperatura de electrones de más de 100 millones de grados centígrados en su plasma central, un paso clave hacia la prueba de funcionamiento del reactor de fusión.
La temperatura alcanzada es aproximadamente siete veces más que el interior del Sol, que es de unos 15 millones de grados centígrados.
El objetivo final es crear una fusión nuclear como la del sol que utiliza el deuterio (hidrógeno pesado) en el mar para proporcionar un flujo constante de energía limpia, según el director del experimento.
El sistema EAST es una versión mejorada del diseño ruso original.
Un reactor de fusión es bastante seguro en comparación con un reactor de fisión, y el confinamiento magnético es una fusión controlable. Puedo apagar el suministro de energía y es perfectamente seguro. No habría ningún desastre nuclear, según los responsables chinos.
Los reactores nucleares actuales dependen de la fisión y la división de un átomo, que genera residuos tóxicos y que deben almacenarse de manera segura durante decenas de miles de años.
En cambio, una planta de energía de fusión nuclear la generaría por la unión de dos núcleos que forman uno solo. Después, los imanes de la pared interna de la ‘rosquilla’ contienen la reacción (llamada plasma) dentro del enorme tubo…sin generar residuos tóxicos.
Sin embargo, esta tecnología no es barata….y pasarán décadas antes de que la fusión consiga iluminar las principales ciudades del país.
El siguiente paso propuesto, es diseñar un modelo de reactor de fusión nuclear completo y capaz de generar electricidad. Para poder funcionar adecuadamente, tendría que ser mucho más grande que lo que hemos visto hasta ahora y capaz de contener una reacción de plasma de manera indefinida, y no durante minuto y medio.
El experimento llamado coloquialmente «el sol artificial de China» ha logrado alcanzar temperaturas de 100 millones de grados centígrados en la fusión nuclear.
Otro grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la empresa Commonwealth Fusion Systems están construyendo una planta nuclear que podría producir energía limpia y prácticamente ilimitada, al proyecto lo han denominado Sparc.
El experimento de Sparc está basado también en la fusión nuclear, un proceso en el que elementos ligeros como el hidrógeno se unen para formar elementos más pesados, como el helio, lo cual libera cantidades inmensas de energía. Para lograr ese proceso, la materia se debe calentar a temperaturas muy altas, que superan los cientos de millones de grados. A la materia en ese estado tan caliente se le llama plasma.
La fusión nuclear se logra solo si el plasma se mantiene caliente. La manera de mantenerlo así es aislarlo de la materia ordinaria, lo cual se logra con unos reactores en forma de anillo llamados tokamak, que crean un campo magnético que mantiene al plasma «enjaulado».
El éxito de un tokamak radica en la calidad de sus imanes. Contra más poderosos y de mayor calidad, mejor será el aislamiento térmico que logren para el plasma. Es igual que un abrigo, contra más robusta y de mejor calidad sea la tela, mantendrá al cuerpo más «aislado» del frío.
La energía nuclear ordinaria utiliza átomos muy pesados como uranio o plutonio que se rompen y liberan energía, en un proceso llamado fisión, similar al que se usa para construir armas nucleares.
La fusión, es el proceso contrario, en el que elementos livianos como el hidrógeno se unen y producen helio.
La esperanza del Sparc radica en que sus tokamak tendrán unos imanes más poderosos, de mejor calidad, más pequeños y más veloces, con lo cual esperan optimizar el proceso de la fusión.
Con estos imanes esperan producir un campo magnético cuatro veces más fuerte que cualquiera que se haya empleado en un experimento de fusión.
La meta es aumentar unas diez veces la potencia generada por un tokamak de su tamaño.
Si lo logran, sería la primera vez que un dispositivo de fusión de plasma produzca más energía que la que consume.
Algunas playas de la India ocultan en su arenas que son ricas en torio, un elemento químico que es considerado una alternativa más limpia y segura que los combustibles nucleares convencionales.
En 2017, científicos holandeses pusieron en marcha el primer reactor experimental de torio en décadas, las nuevas empresas están promoviendo la tecnología en Occidente y desde China llevan invertido unos US$3.300 millones para desarrollar reactores que podrían funcionar con torio. Los defensores del torio dicen que es menos peligroso que otros elementos que se utilizan en la producción de energía nuclear.
