El reactor de fusión nuclear KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) de Corea del Sur logró un nuevo hito al mantener una temperatura de 100 millones de grados Celsius durante 48 segundos, y alcanzó superar su propio récord anterior de 30 segundos. Este impresionante logro fue anunciado por el Instituto Coreano de Energía de Fusión (KFE).
Qué es un “sol artificial”
Los soles artificiales son dispositivos de fusión nuclear diseñados para recrear en la Tierra las condiciones de fusión que ocurren en el Sol y otras estrellas. Estos dispositivos, llamados tokamaks, utilizan campos magnéticos extremadamente fuertes para confinar y calentar plasma a temperaturas increíblemente altas, que permite así que los núcleos atómicos se fusionen y liberen energía. Las principales características de los soles artificiales son:
- Forma Toroidal: Los tokamaks tienen una forma de toro o rosquilla, donde el plasma caliente se mantiene suspendido magnéticamente para evitar el contacto con las paredes del reactor.
- Campo Magnético Intenso: Utilizan potentes campos magnéticos generados por imanes superconductores para confinar el plasma y mantenerlo estable.
- Plasma de Alta Temperatura: Los reactores de fusión alcanzan temperaturas de hasta 100 millones de grados Celsius, mucho más altas que la temperatura del núcleo del Sol.
- Reacción de Fusión: Proceso en el cual núcleos ligeros como el hidrógeno se fusionan para formar núcleos más pesados como el helio, que liberan grandes cantidades de energía en el proceso.
La tecnología del KSTAR
En septiembre de 2022, el equipo del KSTAR ya había asombrado al mundo al contener plasma a una temperatura que es siete veces más alta que la del Sol. Aunque este tiempo no es suficiente para generar la fusión necesaria para producir energía, representa un avance significativo en la tecnología de fusión nuclear. Recientemente, el reactor KSTAR recibió una mejora importante al cambiar su desviador de carbono por uno de tungsteno. Este avance permitió al equipo batir su antiguo récord en 18 segundos adicionales.
El director de Investigación del KSTAR, Si-Woo Yoon, declaró en un comunicado de prensa: “A pesar de ser el primer experimento realizado en el entorno de los nuevos desviadores de tungsteno, las minuciosas pruebas de hardware y la preparación de la campaña nos han permitido lograr en poco tiempo resultados que superan los de los anteriores récords del KSTAR”. Añadió que el siguiente paso para alcanzar el objetivo final del reactor será mejorar secuencialmente el rendimiento de los dispositivos de calentamiento y conducción de corriente, así como asegurar las tecnologías básicas necesarias para las operaciones de plasma de alto rendimiento de pulso largo.
El papel crucial de los desviadores
Los desviadores son componentes vitales en los tokamaks, ya que funcionan como un puerto de escape nuclear que elimina el calor y las impurezas producidas durante la fusión. El tungsteno fue seleccionado como el nuevo material debido a su alto punto de fusión y mayor masa atómica, lo que hace menos probable que las partículas de plasma se adhieran a su superficie. Esta capacidad adicional también será utilizada en el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), lo que permite que el KSTAR proporcione datos valiosos para proyectos subsecuentes como la Central de Demostración (DEMO).
“Esta investigación es una luz verde para adquirir las tecnologías básicas necesarias para el reactor de fusión DEMO”, comentó Suk Jae Yoo, presidente del Instituto Coreano de Energía de Fusión, en un comunicado de prensa. A inicios de este año, el centro de investigación se fijó el objetivo de alcanzar una contención de plasma durante 300 segundos para 2026, que multiplican por diez su récord original. Este ambicioso objetivo será alcanzado con más avances en materiales y modelos de optimización de campo de error que mejoren la estabilidad tanto en el centro como en los bordes del plasma.
Colaboraciones internacionales
El socio de KSTAR, el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton, en Estados Unidos, recientemente controló con éxito las inestabilidades del “modo de desgarro” en el reactor de fusión experimental DIII-D en San Diego, una técnica que ha demostrado ser efectiva también en el KSTAR.
Durante décadas, la fusión nuclear ha sido considerada la tecnología del futuro. Gracias a innovaciones en laboratorios como KSTAR y eventualmente ITER, ese futuro está cada vez más cerca. Con un enorme salto tecnológico, el sueño de la energía sostenible brilla con más fuerza que nunca. Mientras el mundo espera con impaciencia que el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER)—el proyecto nuclear más ambicioso de la historia de la humanidad—alcance su primer plasma a finales de 2025, muchos tokamaks alrededor del mundo están batiendo récords de fusión sin precedentes.
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