Nuevo récord del mundo en fusión nuclear

La presión de plasma es el ingrediente clave para producir energía a partir de la fusión nuclear, y el nuevo resultado de MIT alcanza más de 2 atmósferas de presión por primera vez.

El responsable de Alcator y científico investigador Earl Marmar presentará los resultados, obtenidos el pasado 30 de septiembre y divulgados ahora por el MIT, en la Conferencia Internacional de la Energía de Fusión de Energía Atómica, en Kyoto, Japón, el 17 de octubre.

La fusión nuclear tiene el potencial para producir una fuente casi ilimitada de energía limpia, segura, libre de carbono. La fusión es el mismo proceso que se produce en el sol, reproducido en reactores que simulan las condiciones del plasma en estrellas ultracalientes en miniatura, contenido dentro de un campo magnético.

Durante más de 50 años se ha sabido que para hacer la fusión viable en la superficie de la Tierra, el plasma debe estar muy caliente (más de 50 millones de grados), que debe ser estable bajo una intensa presión, y debe estar contenido en un volumen fijo. El éxito de la fusión también requiere que el producto de tres factores --densidad de partículas de plasma, su tiempo de confinamiento, y su temperatura -- alcance un determinado valor. Por encima de este valor (el llamado "producto triple"), la energía liberada en un reactor excede la energía necesaria para mantener la reacción en marcha.

La presión, que es el producto de la densidad y la temperatura, representa alrededor de dos tercios del desafío. La cantidad de energía aumenta con el cuadrado de la presión producida; por lo tanto, duplicar la presión conduce a un aumento de cuatro veces en la producción de energía.

Durante los 23 años en que Alcator C-Mod ha estado en funcionamiento en el MIT, se ha batido en varias ocasiones el récord de presión de plasma en un dispositivo de confinamiento magnético. El récord anterior de 1,77 atmósferas se estableció en 2005 (también en Alcator C-Mod). Si bien el nuevo récord de 2,05 atmósferas supone una mejora del 15 por ciento, la temperatura en el interior Alcator C-Mod alcanzó más de 35 millones de grados centígrados, es decir, aproximadamente dos veces más caliente que el centro del sol. El plasma produjo 300 billones de reacciones de fusión por segundo y tenía una intensidad de campo magnético central de 5,7 tesla.

Transportó 1,4 millones de amperios de corriente eléctrica y se calentó con más de 4 millones de vatios de potencia. La reacción se produjo en un volumen de aproximadamente 1 metro cúbico (no mucho más grande que un armario) y el plasma se prolongó durante dos segundos completos.

Otros experimentos de fusión realizados en reactores similares a Alcator han llegado a estas temperaturas, pero a presiones cercanas a 1 atmósfera. Los resultados del MIT superaron la próxima presión más alta alcanzada en dispositivos que no sean Alcator en aproximadamente un 70 por ciento, informa esta institución en un comunicado.

Alcator C-Mod es el único reactor de fusión compacto y de alto campo magnético del mundo con una conformación avanzada en un diseño llamado tokamak (una transliteración de una palabra rusa que significa "cámara toroidal"), que confina el plasma sobrecalentado en en una cámara en forma de donut.