Avances del reactor de fusión nuclear Wendelstein 7-X
Un objetivo muy perseguido en las investigaciones sobre reactores de fusión nuclear es desarrollar una central eléctrica que sea rentable. La ventaja de la fusión nuclear es que no genera residuos peligrosos como sí hace la fisión nuclear, que es el proceso que usan hoy en día todas las centrales nucleares en funcionamiento. Además, el combustible nuclear para la fusión es simplemente hidrógeno, abundante y sin ser radiactivo como sí lo son el uranio, el plutonio y otros elementos empelados como combustible para la fisión.
Vista del interior de la vasija del plasma con su revestimiento interno de losetas de grafito. / IPP, Jan Michael Hosan
La fusión nuclear es el proceso por el cual el Sol y las estrellas generan luz y calor. La energía se obtiene fusionando entre sí núcleos de átomos, lo que forma un núcleo atómico de un elemento químico más pesado. La fisión, en cambio, obtiene energía fragmentando ciertos núcleos atómicos pesados.
Los reactores de fusión nuclear de la clase tokamak son los más utilizados. El término tokamak proviene del nombre ruso del primer reactor de esta clase, desarrollado en Rusia en la década de 1960.
El reactor experimental de fusión nuclear Wendelstein 7-X, en desarrollo en Alemania, no es de tipo tokamak sino stellarator.
Dado que la fusión necesita temperaturas superiores a 100 millones de grados para activarse, el combustible (un plasma de hidrógeno de baja densidad) en un reactor no debería entrar en contacto con las frías paredes del recipiente. Confinado por campos magnéticos, el plasma es suspendido dentro de una cámara de vacío sin prácticamente contacto.
La jaula magnética del Wendelstein 7-X se produce mediante un anillo de 50 bobinas magnéticas superconductoras de unos 3,5 metros de alto. Sus formas especiales son el resultado de elaborados cálculos de optimización.
Aunque el Wendelstein 7-X no tendrá una producción neta de energía, se espera que demuestre que los stellarators son apropiados para su aplicación en centrales eléctricas. Su objetivo a corto plazo es alcanzar, por primera vez en un stellarator, la calidad de confinamiento que ofrecen los dispositivos competidores del tipo tokamak. La meta final es demostrar la ventaja esencial de los stellarators, concretamente su capacidad de operar de un modo continuado.
A diferencia de en la primera fase de experimentación en 2015-2016, la vasija del plasma del Wendelstein 7-X tiene ahora un revestimiento interno, cuya instalación se completó en septiembre del pasado año. Las paredes de la vasija están ahora recubiertas con losetas de grafito, permitiendo así soportar temperaturas superiores y descargas de plasma más prolongadas.
Ahora también es posible controlar la pureza y la densidad del plasma: las losetas de uno de los componentes del sistema adoptan la forma de diez tiras amplias a lo largo de la pared de la vasija. De esta forma, protegen específicamente las áreas de pared sobre las que se hacen incidir las partículas que escapan del borde del anillo del plasma. Junto con las impurezas, las partículas incidentes son aquí neutralizadas y bombeadas hacia fuera.
La primera experiencia con los nuevos componentes de la pared es enormemente positiva, tal como subraya Thomas Sunn Pedersen, del Instituto Max Planck para la Física del Plasma en Alemania y miembro del equipo de investigación y desarrollo del reactor.
Si bien a finales de la primera campaña se estaban consiguiendo duraciones de los pulsos de 6 segundos, ahora mismo ya se están produciendo plasmas que duran hasta 26. En otros aspectos, el Wendelstein 7-X se ha superado también a sí mismo, ostentando récords mundiales para reactores de su tipo.
