Reactor Baby Fusion de menos de un metro de ancho supera los 100 millones de °C

Jun 02, 2023

Se han logrado temperaturas siete veces más altas que el centro del Sol en un reactor nuclear que tiene menos de un metro (3 pies) de ancho. Los iones dentro del Tokamak ST40 esférico se elevaron a más de 100 millones de grados centígrados, rompiendo el récord para este tipo de reactor.

Cien millones de grados Celsius (alrededor de 180 millones de grados Fahrenheit) solo se habían alcanzado anteriormente en reactores mucho más grandes que requerían mucha más potencia. Es un logro trascendental, ya que demuestra que se pueden crear las condiciones adecuadas para la fusión en reactores más compactos como el ST40, que requieren menos energía para funcionar.

"Si bien los laboratorios nacionales han informado temperaturas de plasma superiores a 100 [millones] de grados en tokamaks convencionales al menos 15 veces más grandes, el hito de Tokamak Energy se logró en cinco años en un tokamak esférico compacto", dijo a IFLScience Stuart White de Tokamak Energy. "Los tokamaks esféricos maximizan la potencia de fusión con una mayor eficiencia, así como una menor inversión de capital, costos operativos y una huella más pequeña en comparación con los tokamaks convencionales. Este es el enfoque óptimo tanto desde el punto de vista científico como comercial".

En términos generales, es más difícil lograr la fusión en un reactor más pequeño que en uno más grande. Para entender por qué, primero hagamos un resumen rápido de la fusión nuclear.

La fusión ocurre cuando dos átomos se combinan, liberando enormes cantidades de energía. Esto se debe a que dentro de cada átomo hay un núcleo que está orbitado por electrones y contiene protones y neutrones. Cuando golpeas dos átomos con suficiente fuerza, sus núcleos se combinan, liberando grandes cantidades de energía.

Es bueno porque todo lo que necesita como combustible es hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, pero es un trabajo duro porque lograr que los átomos se combinen (formando helio) requiere temperaturas y presiones enormes. Lograr estas condiciones dentro de un reactor generalmente requiere mucho equipo y espacio, pero aquí tenemos el ST40 logrando el trabajo de los reactores que necesitan alrededor de 2,6 kilómetros cuadrados (1 milla cuadrada) para operar en lo que se parece a un huevo de metal de un metro de ancho. .

"Estos resultados demuestran por primera vez que las temperaturas iónicas relevantes para la fusión por confinamiento magnético comercial se pueden obtener en una ST compacta de alto campo y son un buen augurio para las plantas de energía de fusión basadas en la ST de alto campo", escribieron los investigadores detrás del logro.

Si bien las historias de terror como el desastre de Chernobyl de 1986 han dejado a muchos con dudas acerca de la energía nuclear, podría decirse que, como fuente de energía, es imbatible en lo que respecta a la sostenibilidad y el impacto ambiental. Con una población en constante crecimiento que busca múltiples dispositivos, vehículos eléctricos y suficiente energía para mantener todo en marcha, la generación de energía a gran escala como la que se logra a través de la fusión nuclear es una de las formas más ecológicas de llegar allí.

Este salto en la tecnología de fusión algún día podría allanar el camino para lograr una energía nuclear que pueda satisfacer las demandas energéticas cada vez mayores de la población humana.

"Este importante resultado revisado por pares demuestra por primera vez que las temperaturas de plasma relevantes para la energía de fusión comercial se pueden obtener en un tokamak esférico compacto de alto campo", dijo en un comunicado el Dr. Steven McNamara, director científico de Tokamak en Tokamak Energy. "Cuando se combina con nuestra tecnología de imán líder en el mundo y a medida que ampliamos las operaciones, nos da una gran confianza en que el diseño de tokamak esférico más eficiente y rentable representa la mejor ruta para lograr una energía de fusión comercial limpia y de despliegue global".

Entonces, aquí está para ti, pequeño reactor de fusión bebé. ST40 ha crecido.

El estudio se publica en Nuclear Fusion.

[H/T: Alerta científica]

Este artículo fue enmendado con una cita corregida de Stuart White.