Europa y Japón avanzan imparables hacia la fusión nuclear. Su último logro nos recuerda por qué aún no la tenemos
El reactor experimental de fusión nuclear JT-60SA reside en Naka, una pequeña ciudad no muy alejada de Tokio (Japón). Su construcción comenzó en enero de 2013, pero no lo hizo desde cero; lo hizo tomando como punto de partida el reactor JT-60, su precursor, una máquina que entró en operación en 1985 y que durante más de tres décadas ha alcanzado hitos muy importantes en el ámbito de la energía de fusión. El ensamblaje del JT-60SA finalizó a principios de 2020, y desde finales de 2023 está listo para iniciar las primeras pruebas con plasma.
Esta máquina es un dispositivo tokamak que al igual que JET y el futuro ITER recurre al confinamiento magnético del plasma ionizado que contiene los núcleos de deuterio y tritio para desencadenar las reacciones de fusión nuclear. Sea como sea esta máquina es titánica. Colosal. De hecho, tiene una altura de 15,4 metros y un diámetro de 13,7 metros. No obstante, las más impactantes son las «especificaciones» que nos permiten formarnos una idea acerca de su rendimiento.
Y es que es capaz de confinar un plasma con un volumen de 130 m³, así como de generar un campo magnético toroidal de 2,25 teslas y sostener una corriente en el interior del plasma de 5,5 MA (5,5 millones de amperios). Estas cifras son estremecedoras, y presumiblemente cuando ITER esté listo para iniciar las primeras pruebas con plasma sus cifras serán aún más impresionantes. Por supuesto, durante los próximos meses y a medida que el reactor JT60-SA vaya entregando sus primeros resultados los desarrollaremos con todo lujo de detalles.
JT-60SA ya tiene uno de los sistemas de diagnóstico más avanzados que existen
El pasado 22 de abril llegaron a las instalaciones del JT-60SA los últimos componentes que necesitan los ingenieros japoneses y europeos que trabajan en el reactor para ensamblar el sistema de diagnóstico de dispersión de Thomson. Cada vez que los investigadores que operan esta complejísima máquina llevan a cabo un experimento con ella necesitan conocer con la máxima precisión posible la temperatura y la densidad de los electrones del plasma.
Los componentes del equipo de medida de dispersión Thomson han sido diseñados y fabricados en Italia, Rumanía y Japón
El principal problema al que se enfrentan es que no es posible obtener estos datos tomando medidas directas. Para que la fusión de los núcleos de deuterio y tritio tenga lugar es necesario que el plasma que los contiene alcance una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius, y cualquier sensor que entre en contacto con él a esta temperatura no sobrevivirá. Este es el motivo por el que los ingenieros del reactor JT-60SA se han visto obligados a poner a punto un sistema de diagnóstico extraordinariamente sofisticado.
Los componentes del equipo de medida de dispersión de Thomson han sido diseñados y fabricados en Italia, Rumanía y Japón. A grandes rasgos este ingenio consigue medir la temperatura y la densidad de los electrones del plasma analizando la luz que emite con un haz láser de alta potencia dispersado, precisamente, por los propios electrones del plasma. De alguna forma la interacción entre el láser y el plasma es la que permite a los ingenieros calcular de forma indirecta la temperatura y la densidad.
El reactor JT-60SA tendrá dos sistemas de diagnóstico de dispersión de Thomson. El del núcleo ha sido desarrollado en Japón, y el del borde del plasma ha sido ideado en Europa. Ambos están siendo instalados actualmente, y, si todo va bien, esta máquina tendrá en unos meses uno de los equipos de diagnóstico y medida más avanzados que existen. La fusión nuclear no plantea ya ningún desafío desde el punto de vista de la física fundamental. Si aún no tenemos reactores comerciales de energía de fusión se debe a que esta tecnología todavía requiere resolver varios retos en el ámbito de la ingeniería. La puesta a punto de este sistema de diagnóstico era uno de ellos.
Imagen | QST
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Xataka
por
Juan Carlos López
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