España tendrá su propio reactor de fusión nuclear durante la próxima década. Investigadores del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPL) están colaborando con la Universidad de Sevilla en el diseño de un nuevo dispositivo de fusión. Conocido como proyecto SMART, el objetivo final es desarrollar un reactor con diseño único que explora dos tecnologías para ofrecer una solución energética sostenible.
El SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak) es un reactor que tiene como objetivo lograr la fusión nuclear controlada. De acuerdo con un comunicado de prensa, los investigadores han desarrollado una máquina tokamak esférica que explorará escenarios de plasma de triangularidad positiva y triangularidad negativa con una relación de aspecto baja.
Manuel García-Muñoz, profesor del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla, mencionó que la triangularidad negativa ofrecería un mejor rendimiento, puesto que pude suprimir inestabilidades que dañan la pared del reactor.
Según los investigadores del PPL, el SMART es el primer tokamak esférico que explorará el potencial de la triangularidad negativa. La elección de este diseño no ha sido al azar. Según los científicos, la forma esférica facilitaría el confinamiento del plasma y permitiría una mejor gestión.
“Es un cambio de juego potencial con un atractivo rendimiento de fusión y manejo de energía para futuros reactores de fusión compactos”, dijo García-Muñoz. “La triangularidad negativa tiene un nivel más bajo de fluctuaciones dentro del plasma, pero también tiene un área de desvío más grande para distribuir el escape de calor”, añadió.
El reactor de fusión nuclear de España, un proyecto a largo plazo
El proyecto SMART es un enfoque diferente a los experimentos de fusión. La nueva estructura del tokamak podría suprimir las inestabilidades del plasma, las cuales causarían pérdida de energía y daños en la pared.
“La forma es muy importante en términos de confinamiento. Es por eso que NSTX-U, el principal experimento de fusión de PPPL, no es rechoncho como otros tokamaks”, mencionó el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton en un comunicado de prensa.
El siguiente paso es investigar los métodos de diagnóstico para rastrear las condiciones del plasma. Investigadores de la Universidad de Princeton diseñan diagnósticos de dispersión Thomson, los cuales medirán la temperatura y densidad de los electrones del plasma durante las reacciones de fusión. A estos se suman otros métodos desarrollados por la Universidad de Sevilla, que miden temperatura, rotación y densidad de iones, así como un diagnóstico de rayos X blandos de energía múltiple (ME-SXR) y espectrómetros.
Actualmente, los reactores de fusión nuclear se encuentran en una fase experimental. La tecnología está en desarrollo y se han logrado experimentos exitosos, como con el ITER (Reactor Experimental Termonuclear Internacional), un tokamak con cámara capaz de calentar el deuterio y tritio a más de 100 millones de grados Celsius. Pese a ello, no se ha logrado construir un reactor de fusión que genere más energía de la que consume de manera sostenible.
El proyecto SMART está conformado en su mayoría por estudiantes jóvenes de la Universidad de Sevilla. Aunque ya se han efectuado pruebas preliminares, los investigadores españoles esperan llevar a cabo un test avanzado del tokamak durante el último trimestre de 2024.
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