Experimento de fusión del Reino Unido utilizado en la búsqueda de energía limpia

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Se ha puesto en marcha por primera vez un experimento pionero de fusión nuclear con sede en Oxfordshire, consistente en la puesta en marcha de un Tokamak con un nuevo diseño esférico.

Fusión en búsqueda de energía limpia

La fusión se diferencia de la fisión, la tecnología utilizada por las centrales nucleares existentes, porque podría liberar grandes cantidades de energía con poca radioactividad asociada. La energía nuclear actual se basa en la fisión, donde un elemento químico pesado se divide para producir otros más ligeros. Pero la fusión nuclear funciona combinando dos elementos ligeros para hacer uno más pesado. Es un intento de replicar los procesos del Sol aquí en la Tierra. A diferencia de la fisión, no produce desechos radiactivos de larga duración y podría transformar la forma en que obtenemos nuestra energía, abordando la crisis climática al mismo tiempo.

El tokamak es un dispositivo de fusión que utiliza campos magnéticos para confinar el plasma (gas ionizado caliente) dentro de un recipiente. Este plasma permite que los elementos ligeros se fusionen y produzcan energía.

Mast Upgrade (Mega Amp Spherical Tokamak) utilizará un diseño innovador conocido como tokamak esférico y podría eliminar algunos de los obstáculos para entregar energía limpia e ilimitada para la red. La mayoría de los tokamaks tienen forma de rosquilla. Pero en Mast Upgrade, el tamaño del agujero de la nuez se ha reducido tanto como sea posible, dando al plasma un perfil casi esférico.

Figura 1. Mast Upgrade probará un diseño de fusión innovador Fuente: UKAEA

Cómo es la máquina

El profesor Ian Chapman, director ejecutivo de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA), dijo que el encendido fue “una ocasión realmente trascendental“.

La máquina de £ 55 millones ha tardado siete años en construirse.

El primer plasma en la máquina marca el comienzo de este esfuerzo pionero para acercar el Reino Unido a la construcción de una planta de energía de fusión. Una cosa es controlar un plasma y realizar una fusión. Pero otra es generar más energía a partir de la reacción de la que aporta el experimento.El Centro Culham para Energía de Fusión alberga tanto Mast Upgrade como una máquina de fusión llamada JET (Joint European Torus). JET utiliza el diseño más convencional y fue el precursor de una máquina de fusión internacional de miles de millones de euros llamada Iter. Este último proyecto es uno de los experimentos científicos más grandes del mundo, que demostrará la fusión a escala.

Además de la costosa vía de fusión que sigue Iter, los investigadores de Culham han estado explorando una vía paralela.

Hemos estado pensando en un camino hacia las plantas de energía de fusión que permitió construcciones más pequeñas y, por lo tanto, más baratas. Esperamos que eso permita una penetración más rápida en los mercados energéticos. Esa es la génesis detrás del tokamak esférico“, dijo el profesor Chapman a BBC News.

Pero, dice, “el gran desafío detrás del tokamak esférico es que las condiciones límite para hacer que se produzca la fusión es que se necesita que el combustible esté 10 veces más caliente que el Sol“. Si pones eso en una caja mucho más pequeña … las posibilidades de derretir las paredes de la caja son mucho mayores. Así que necesitas una forma realmente inteligente de sacar el calor”.

Figura 2. El MAST (Mega Amp Spherical Tokamak) que utilizará el Tokamak esférico Fuente: UKAEA

Desviador Super-X

Lo que han hecho los ingenieros y físicos de Culham es diseñar un sistema de escape complejo y técnicamente desafiante. Los científicos de UKAEA ahora planean probar este nuevo escape, que se llama desviador Super-X, en Mast Upgrade. Está diseñado para canalizar el plasma fuera de la máquina a temperaturas lo suficientemente bajas como para que los materiales resistan, lo que significa que los componentes pueden durar mucho más.

Si funciona, realmente ofrece un camino hacia plantas de energía de fusión mucho más compactas, de una manera mucho más competitiva en costos para brindar fusión aquí en la Tierra“, dijo Ian Chapman.

La ministra de Ciencia del Reino Unido, Amanda Solloway, dijo: “Queremos que el Reino Unido sea un líder mundial en energía de fusión y capitalice su increíble potencial como fuente de energía limpia que podría durar cientos de años“. “Respaldado por 55 millones de libras esterlinas de fondos gubernamentales, encender el dispositivo de actualización de mástil es un momento histórico para este experimento de fusión nacional y nos acerca un paso más hacia nuestro objetivo de construir la primera planta de energía de fusión del Reino Unido para 2040“. Fuente: worldenergytrade.com