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28/12/2007
Fusión para el futuro
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Actualmente, la energía eléctrica se produce en su gran mayoría en el interior de centrales térmicas o de centrales nucleares de fisión. Las primeras, utilizan combustibles fósiles que, por si alguien no se había dado cuenta, son finitos, así que algún día desaparecerán. Las segundas, tienen grandes inconvenientes, como por ejemplo los residuos radiactivos (uranio y plutonio residuales) de los que tenemos que deshacernos de alguna forma, o también las altas y costosas medidas de seguridad que se tienen que tomar en las plantas.

Reacción de Fusión

Una posible solución a este problema quizá se halle en la fusión nuclear (en cierto modo hay que ser realistas y convencernos de que la antimateria como fuente de energía llegará, pero no todavía). Cuando hablamos de las bombas termonucleares ya habíamos comentado brevemente como se produce esta reacción: La fusión consiste en juntar núcleos ligeros, normalmente de isótopos de hidrógeno, para dar lugar a núcleos pesados, como los del helio, proceso del cual se desprenden neutrones de alta energía que son, en última instancia, residuos NO radiactivos.

Para que la reacción tenga lugar se necesitan unas condiciones de temperatura y presión muy altas (en el caso de las bombas se consigue con la previa explosión de una bomba de fisión) para poder atravesar la cubierta de electrones de los átomos y solventar las fuerzas de repulsión que los núcleos ejercen entre si, oponiéndose a la fusión (recuerden la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales).

En estas condiciones de altísima presión y temperatura, la materia se halla en estado Plasma, el que algunos denominan el cuarto estado de la materia y del que no se sabe mucho aún (en realidad son electrones que se desplazan libremente, previa ionización de los átomos, que hace que se rompan y se desprendan de su capa de electrones). El Plasma existe de forma natural en la magnetosfera terrestre y en el Sol, donde es expulsado tras violentas explosiones en lo que se conoce como viento solar (que algunos científicos aseguran que se puede aprovechar para los viajes espaciales, en lo que serían verdaderas 'aeronaves de vela').

La tecnología necesaria para alcanzar las temperaturas y presiones del estado plasma y poder confinarla mediante campos magnéticos está todavía en desarrollo y, hoy por hoy, no es muy fiable. Ésta es la idea esencial que se necesitaría para la fabricación de un reactor nuclear de fusión, que por el momento, ayudaría mucho a solventar nuestro problema energético (el hidrógeno es muy abundante en nuestro planeta y con un gramo del combustible podríamos generar 175.000 kW/h) y que hasta hace poco no era más que ciencia ficción.

Reactor Nuclear de Fusión

Reactor experimental de fusión Tokamak en ChinaUn grupo de científicos chinos está trabajando en el primer reactor de fusión, el Tokamak (en la foto). En este reactor con forma de toro (es decir, con forma de dónut) se acelera el plasma y se contiene con electroimanes. De todas formas, este reactor, que será totalmente funcional, no es más que un prototipo del que, más que nada, se esperan datos de seguridad y rendimiento para la futura construcción de centrales de fusión.


Nota del editor

El reactor al cual hace referencia el artículo que presede esta nota se llama en realidad EAST, por las siglas en inglés de Experimental Advanced Superconducting Tokamak, que desde China anuncian como el primero en su tipo, aunque muy similar al ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) multinacional, de dimensiones mucho menores al EAST y basado en Europa, que podría entrar en operación en unos diez años.

Ambos reactores, tanto el mencionado en la nota de David Hermida, como el ITER, refieren al calificativo Tokamak por usar el modelo homónimo desarrollado en mayo de 2006 por científicos estadounidenses, quienes lograron superar uno de los problemas de la fusión nuclear, el fenómeno llamado modos localizados en el borde, o ELMs (por sus siglas en inglés) que provocaría una erosión del interior del reactor, obligando a su reemplazo frecuentemente.

En un artículo el 21 de mayo de 2006, en la revista británica Nature Physics, el equipo dirigido por Todd Evans de la empresa General Atomics, California, anunció que un pequeño campo magnético resonante, proveniente de las bobinas especiales ubicadas en el interior de la vasija del reactor, crea una interferencia magnética "caótica" en el borde del plasma que detiene la formación de flujo.

Además del chino EAST, en relación al otro intento práctico para lograr fusión nuclear controlada. El ITER es un proyecto formado por la Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, la India, Rusia y China, países que firmaron el mismo año 2006 un acuerdo internacional para el lanzamiento del reactor de fusión internacional, que se construirá en Cadarache, en el Sudeste de Francia usando el diseño Tokamak. La construcción estará finalizada en 2017 y tendrá un costo de 4.570 millones de euros, casi la mitad del presupuesto total del proyecto, que asciende a 10.000 millones de euros.

Starmakers, una presentación introductoria de ITER sobre el reactor para pruebas de generación de energía por fusión en Cadarache, Francia (con narración en inglés)

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FUENTE

David Hermida - davidhermida.com
z-davidhermida.com



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