La energía de fusión ya no tiene límite superior – Desde dentro

Durante cuatro décadas, los investigadores de la fusión nuclear han vivido a la sombra de una figura: el Límite de Greenwald. Algo que representa esencialmente el “techo de cristal” de los reactores tipo tokamak y esto supuestamente les impide producir más energía de la que podrían. Pero el conocido como “Sol Artificial” de China ha roto esta barrera completamente y de forma estable (mejor que el modelo europeo).

El muro de Greenwald. Para entender el éxito, primero hay que entender el problema. En un reactor de fusión, la potencia producida depende del cuadrado de la densidad., Por aquí, Cuanto mayor es la densidad dentro del reactor, más energía se produce.. Pero en 1989, el físico Martin Greenwald formuló una regla que aún hoy sigue siendo insuperable: existe una densidad máxima.

Si se excede esta densidad máxima, el plasma en el reactor se vuelve inestable. ¿Qué significa eso? Bueno, cuando se supera esta línea, el borde del plasma se enfría demasiado debido a la radiación, La corriente eléctrica se contrae y el reactor sufre un mal funcionamiento.una parada brusca que puede incluso dañar la estructura del reactor.

En la frontera. Los físicos nucleares siempre han sido así. muy atento a este limiteya que superarlo puede provocar un gran caos en una central nuclear. Pero lógicamente se trata siempre de aprovechar al máximo todos los recursos disponibles, por eso siempre hemos trabajado muy cerca de ese límite, pero nunca sin traspasarlo.

Hasta que al final se logró superarlo y quitar esa limitación a los “velocímetros” de la energía nuclear.

El estudio. los investigadores Lo consiguieron, tal y como informan en su artículo publicado en Science Advancedonde indican que lograron alcanzar densidades estables entre 1,3 y 1,65 veces el límite de Greenwald. No sucedió mediante la fuerza bruta, sino mediante la “delicadeza” experimental. Algo que pudieron conseguir con el sol artificial chino.

Esto significa que el reactor pudo funcionar al 165% de su capacidad máxima teórica sin ningún problema. Es como si descubriéramos que un motor diseñado para 200 km/h puede alcanzar 330 km/h de forma constante y sin sobrecalentarse.

¿Cómo lo logró? La clave no era sólo “introducir más gas”, sino también cambiar la forma en que el sol artificial interactúa con sus propias paredes. A diferencia de otros reactores, el sol artificial chino tiene en sus paredes tungsteno, un metal que aguanta mejor el calor y contamina menos el plasma.

Además de esta propiedad de sus paredes, Los investigadores utilizaron ondas de microondas de alta potencia para calentar y «limpiar» el plasma. poco antes de la ignición. A esto se suma el hecho de que lograron validar una nueva teoría que sugiere que bajo ciertas condiciones el plasma se “autoorganiza” para alejarse de las paredes y permanecer estable, incluso cuando la densidad es extrema.

Energía real. El sol artificial de China ha demostrado que el régimen «libre de densidad» es real. Esto cambia las reglas del juego para el ITER (el principal reactor internacional que se está construyendo en Francia) y para el futuro CFETR, el reactor que China planea utilizar para añadir energía de fusión a la red eléctrica antes de 2040.

Su significado. Con este nuevo hito, construir enormes reactores ya no tendrá sentido porque con esta nueva teoría ya no necesitamos máquinas enormes para producir la misma energía. Además, operar en este nuevo régimen reduce drásticamente el riesgo de daños por plasma al reactor ya que no se “juega” con el límite.

Pero lo más importante es que se ha visto que cuanto más denso es el plasma, más cerca estamos de la “ignición”, el punto en el que el sol artificial produce más energía de la que consume. Esto podría significar que estamos más cerca de la tan esperada energía infinita.

Imágenes | Daniele La Rosa Messina OLLA

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