Primera fusión nuclear a 100 millones de grados de una empresa privada

Una compañía privada asegura haber conseguido un proceso de fusión nuclear alcanzando 100 millones de grados centígrados. De ser cierto, sería la primera vez en la historia que una empresa consigue este objetivo después de que en 2020 el instituto nacional para la investigación de la fusión nuclear de Corea del Sur consiguiera batir el record de llegar a 100 millones de grados centígrados durante 20 segundos dentro su reactor KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research).

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Omar Kardoudi

El reactor de la compañía Helion Energy no tiene nada que ver con el diseño tokamak del KSTAR o el ITER, el faraónico proyecto de fusión nuclear que está ahora mismo construyéndose en el sur de Francia y que tiene como objetivo generar tres veces la energía que se emplee en mantenerlo en funcionamiento en 2035, después de años de retrasos.

En vez de ser un reactor toroidal donde el plasma circula en forma de donut, el reactor Trenta de la compañía de Redmond, Washington — una ciudad famosa por ser los cuarteles generales de la multinacional Microsoft — utiliza lo que se llama un proceso ‘beam-beam’.

En teoría, este proceso tiene un coste mucho más bajo que el tokamak. Sin embargo, Helion todavía no ha publicado datos oficiales con el rendimiento energético obtenido. Por el momento, sólo han anunciado que han conseguido los 100 millones de grados y que su reactor Tentra acaba de finalizar 16 meses de pruebas intensivas disparando 10.000 pulsos de alta energía.

Cómo funciona

Ésa es una de las principales diferencias entre los reactores tokamak y el reactor de Helion. En el primero, el plasma se mantiene en rotación constante dentro del toroide, generando un calor que calienta agua pra mover una turbina que genera electricidad. El segundo realiza la fusión por pulsos.

Para mantener la reacción termonuclear en un tokamak hacen falta campos magnéticos extraordinariamente fuertes. Tanto que el reto está en que la reacción de fusión resultante genera más energía que la que se emplea en su funcionamiento. El diseño del acelerador de Helion no requiere tanta energía para contener la reacción, pero tiene retos diferentes.

Por ahora, sólo los científicos de la National Ignition Facility en los Estados Unidos lograron en 2013 la primera reacción de fusión que resultó en una ganancia energética mínima, pero ese sistema ni es un tokamak ni está diseñado para su funcionamiento continuo. El NIF utilizó 192 rayos láser — el más potente jamás creado — para conseguir el proceso termonuclear en una pequeña pila de combustible.

En el diseño de Helion, dos masas de combustible son lanzadas en pulsos a gran velocidad dentro de su acelerador de plasma, para que choquen el medio causando el proceso de fusión. El combustible no es sólo hidrógeno, como en el tokamak, sino uno con mayor poder energético: una combinación de deuterio y helio-3. El combustible se caliente en cada extremo del acelerador hasta que alcanza el estado de plasma, confinándolo con imanes en una configuración de campo inverso (Field Reversed Configuration).

Los imanes aceleran las dos masas de plasma a 1,6 millones de kilómetros por hora dentro del reactor, que tiene un longitud de 12 metros, hasta que colisionan en el centro. Siempre según la compañía, en esta colisión el plasma se comprime aún más ayudadas por otro campo magnético y alcanza la temperatura de 100 millones de grados centígrados.

En ese momento ocurre la fusión nuclear, generando más energía que es consumida en el proceso de fusión y a la vez generando nueva energía a medida que el plasma se expande. Helion afirma que cuando el plasma se expande, mueve el campo magnético y, según la ley de Faraday, el cambio en el campo genera una corriente que es capturada directamente como electricidad.

Esto último, apuntan, es la otra gran diferencia con los tokamak, que convierten el calor generado por la reacción de fusión en energía calentando agua y moviendo una turbina. Según Helion, esta conversión hace que se pierda energía por el camino. Su método, dicen, es mucho más eficiente porque captura la energía generada directamente en electricidad. Y además, aseguran, es más barata, fácil y segura de operar que los tokamak.

La carrera para conseguir la fusión comercial

Helion compite con otras compañías privadas — como la canadiense General Fusion, en la que Jeff Bezos ha invertido dinero — que están apareciendo en el mercado con la intención de lograr lo que las grandes organizaciones gubernamentales están teniendo problemas en conseguir.

En su mayoría, utilizan métodos que hace unas décadas fueron desechados pero que ahora han vuelto a la vida gracias a nuevos avances en materiales y posibles soluciones a los problemas que tenían en su día. Todas estas compañías prometen que tendrán reactores en funcionamiento y produciendo electricidad en menos de diez años, aunque otros expertos en el campo se muestran escépticos, como se muestra en este reportaje de 2015.

Aún así, según Helion, van por el camino correcto. Y sólo ellos, recalca, han conseguido la marca de los 100 millones de grados centígrados, uno de los requerimientos para la fusión. Aunque admite que quedan retos por resolver, dice estar segura de que podrán generar energía barata en el futuro próximo. Helion afirma que presentará los resultados en diciembre de este año, dentro de la 23ª conferencia sobre fusión por pulso del Instituto de Ingenieros Eléctrico y Electrónicos norteamericano y en la 63ª sobre fusión nuclear de la Sociedad Americana de Física.

Ahí habrá que ver si es cierto o no. Por ahora, lo único que sabemos es que existe un renacimiento en el campo de la fusión nuclear, una carrera impulsada por la crisis del calentamiento global y el santo grial de la energía infinita, barata y limpia. Quien lo consiga antes, tendrá el mundo en sus manos.