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Un nuevo reactor de fusión nuclear promete producir más electricidad de la que usa en 2024
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Un nuevo reactor de fusión nuclear promete producir más electricidad de la que usa en 2024

Helion pondrá en marcha su nuevo reactor de fusión nuclear Polaris en 2024. El objetivo es arrancar un proceso que generará electricidad neta por primera vez

Foto: Helion acaba de publicar las primeras imágenes de Tentra en acción, el primer reactor privado en conseguir 100 millones de grados. Lo han clausurado para centrarse en el nuevo reactor Polaris. (Helion Energy)
Helion acaba de publicar las primeras imágenes de Tentra en acción, el primer reactor privado en conseguir 100 millones de grados. Lo han clausurado para centrarse en el nuevo reactor Polaris. (Helion Energy)

Después de pasar a la historia como la primera compañía privada en conseguir la fusión nuclear a más de 100 millones de grados, Helion Energy acaba de comenzar la construcción de su primer reactor diseñado para generar electricidad neta. Su nombre es Polaris y, si cumple su promesa en 2024, sería la primera vez que una empresa logre el santo grial de la fusión nuclear. Polaris no será un reactor comercial—todavía falta mucho para llegar a ese punto—pero sería una gran noticia si lo consiguen. Helion también promete que, eventualmente, la electricidad producida con sus futuros reactores comerciales costará menos de una décima parte del precio actual por kilovatio-hora.

Foto: Robin Li en la presentación de Earnie. (Reuters)

Hasta ahora, la producción en energía neta es un logro que sólo ha conseguido el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, que en diciembre del año pasado dio un paso de gigante para toda la humanidad con su National Ignition Facility. El NIF produjo 3,15 megajulios de energía en su reactor de fusión láser a partir de la implosión de un pequeño perdigón de hidrógeno del tamaño de un grano de maíz usando algo más de dos megajulios para obtener la reacción.

El sistema de Helion Energy es radicalmente diferente que el NIF o al propio ITER, el experimento internacional que acumula un retraso tras otro y no espera producir energía neta hasta mediados de 2030 — con mucha suerte.

Electricidad a una décima parte del precio actual

La empresa norteamericana, que en 2021 obtuvo una inyección de 2.200 millones de dólares de varios inversores, incluyendo el supervillano de Silicon Valley Peter Thiel y su fondo de inversión Mithril Capital — ha cerrado las operaciones de Tentra, el reactor que consiguió el récord de 100 millones de grados, para construir Polaris.

placeholder Los ingenieros de Helion Energy instalando el mecanismo magnético para retirar material de desecho del plasma. (Helion Energy)
Los ingenieros de Helion Energy instalando el mecanismo magnético para retirar material de desecho del plasma. (Helion Energy)

Polaris es el séptimo prototipo de la compañía y comenzó su desarrollo en 2021. Es un 25% más grande que Tentra — cuyas fotos nunca vistas antes ilustran este artículo — y está previsto que consiga mucho más de 100 millones de grados en la reacción. Se esperaba que Polaris aumente la frecuencia del pulso de la reacción del pulso cada 10 minutos de Tentra a un pulso por segundo.

Si todo sale bien, asegura Helion, Polaris conseguirá la energía neta en algún momento después de su puesta en marcha en 2024. Le seguirá Antares, un prototipo aún más grande que continuará con el objetivo de conseguir la fusión nuclear comercial y que ya está en desarrollo.

placeholder Construcción de la base del reactor Polaris, que terminará en 2024. (Helion Energy)
Construcción de la base del reactor Polaris, que terminará en 2024. (Helion Energy)

Helion afirma que no sólo están seguros que lo van a conseguir sino que además lo harán a un precio imbatible. Según la compañía, el coste por kWh de su reactor final será de un céntimo de dólar sin contar con ninguna subvención del estado. Ahora mismo, la media del coste de la electricidad en los EEUU, incluyendo las subvenciones a energías renovables, están muy por encima de los 10 céntimos por kWh. Incluso en el peor de los casos, Helion promete electricidad a una décima parte del coste de la actual.

Cómo funciona

NIF es un gran edificio lleno de kilómetros de tuberías donde 192 rayos láser pasan por diferentes fases hasta conseguir llegar a los niveles energéticos necesarios para fusionar el combustible del reactor. Por otra parte, ITER es un tokamak clásico, básicamente un donut forrado de imanes que contienen el plasma generado en su interior.

Pero el sistema de Helion Energy es fundamentalmente diferente a ambos. 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 es deuterio, que en la fusión produce helio-3. Este 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).

placeholder Imagen del plasma dentro del reactor Tentra. (Helion Energy)
Imagen del plasma dentro del reactor Tentra. (Helion Energy)

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. Helion fue la primera empresa en consiguir la fusión a 100.000.000 de grados, apenas un año después de que el Instituto Nacional para la Investigación de la Fusión uclear de Corea del Sur consiguiera batir el récord en aquel entonces, llegando a 100 millones de grados centígrados durante 20 segundos dentro su reactor KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research).

placeholder La primera imagen pública de Tentra, el primer reactor de fusión privado en conseguir 100 millones de grados, recién publicada por Helion Energy.
La primera imagen pública de Tentra, el primer reactor de fusión privado en conseguir 100 millones de grados, recién publicada por Helion Energy.

En ese momento ocurre la fusión nuclear, generando más energía que es consumida en el proceso de fusión y a la vezgenerando 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, esa 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.

Helion compite con otras compañías privadas — como la canadiense General Fusion, en la que Jeff Bezos ha invertido dinero — que trabajan para ser las primeras en lograr la comercialización de electricidad generada en un proceso de fusión. Pero Helion parece ir a la cabeza de todas estas startups, por lo menos por el momento.

Después de pasar a la historia como la primera compañía privada en conseguir la fusión nuclear a más de 100 millones de grados, Helion Energy acaba de comenzar la construcción de su primer reactor diseñado para generar electricidad neta. Su nombre es Polaris y, si cumple su promesa en 2024, sería la primera vez que una empresa logre el santo grial de la fusión nuclear. Polaris no será un reactor comercial—todavía falta mucho para llegar a ese punto—pero sería una gran noticia si lo consiguen. Helion también promete que, eventualmente, la electricidad producida con sus futuros reactores comerciales costará menos de una décima parte del precio actual por kilovatio-hora.

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