¿Qué es la fusión de confinamiento magnético?
La fusión de confinamiento magnético es un enfoque de la fusión nuclear que implica suspender un plasma (gas ionizado) en un campo magnético y elevar su temperatura y presión a grandes niveles. La fusión nuclear es un tipo de energía nuclear producida cuando los núcleos atómicos ligeros (hidrógeno, deuterio, tritio o helio) se fusionan juntos a grandes temperaturas y presiones. Toda la luz y el calor del sol derivan de las reacciones de fusión nuclear en curso en su núcleo. Es a través de esto que el sol puede existir en absoluto: la presión externa de las reacciones de fusión equilibra la tendencia hacia el colapso gravitacional.
Aunque la humanidad ha aprovechado la energía de fisión, separando los núcleos pesados, para la energía nuclear, la energía de fusión exitosa todavía nos elude. Hasta ahora, cada intento de generar energía de fusión consume más energía de la que produce. La fusión de confinamiento magnético es uno de los dos enfoques populares para la fusión nuclear: el otro es la fusión de confinamiento inercial, que implica bombardear unPellet de combustible con láseres de alta potencia. Actualmente hay un proyecto multimillonario que persigue cada camino: el centro de encendido nacional en los Estados Unidos está buscando fusión de confinamiento inercial, y el reactor experimental termonuclear internacional, un proyecto internacional, está buscando fusión magnética de confinamiento.
Los experimentos en fusión de confinamiento magnético comenzaron en 1951, cuando Lyman Spitzer, físico y astrónomo, construyó el Stellerator, un dispositivo de confinamiento de plasma en forma de figura ocho. Un gran avance se produjo en 1968, cuando los científicos rusos presentaron el diseño del Tokamak al público, un toro que sería el diseño de la mayoría de los dispositivos de fusión de confinamiento magnético por venir. En 1991, hubo otro paso adelante con la construcción del inicio (pequeña relación de aspecto apretado tokamak) en el Reino Unido, un Spheromak o un tokamak esférico. Las pruebas mostraron que este dispositivo era aproximadamente tres vecesS mejor que la mayoría de los tokamaks al iniciar las reacciones de fusión, y Spheromaks continúa siendo un área continua de investigación en la investigación de fusión.
Para que las reacciones de fusión sean eficientes, el centro de un reactor de Tokamak debe calentarse a temperaturas de alrededor de 100 millones de Kelvin. A temperaturas tan altas, las partículas tienen una gran energía cinética y constantemente intentan escapar. Una investigación de Fusion compara el desafío de la fusión de confinamiento magnético con el de apretar un globo: si presionas duro en un lado, simplemente aparece en otro. En la fusión de confinamiento magnético, este "saliendo" hace que las partículas de alta temperatura colisionen con la pared del reactor, raspando trozos de metal en un proceso conocido como "pulverización". Estas partículas absorben energía, bajando la temperatura total del plasma confinado y dificultan el logro de la temperatura correcta.
Si se pudiera dominar el poder de fusión, podría convertirse en una fuente de energía incomparable para la humanidad, pero incluso los investigadores más optimistas no esperan la generación de energía comercial antes de 2030.