Por Stuart Nathan
Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
Un grupo de Investigadores han reiniciado el experimento de fusión más grande del mundo, el reactor Joint European Reactor (JET) cerca de Oxford, U.K. Esto significa un paso adelante en la búsqueda de fusión nuclear práctica.
El proyecto quedó en suspenso, mientras que un nuevo revestimiento fue instalado. Este revestimiento imita la configuración prevista del International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), un reactor a gran escala experimental de fusión que se está construyendo en el sur de Francia.
El equipo JET dice que el revestimiento de tejas del metal ligero berilio, debería estar mejor capacitado para soportar las condiciones extremas necesarias para una reacción de fusión autosostenida, que las tejas de fibra de carbono compuestas usadas anteriormente. El revestimiento también permitirá que se efectúen experimentos de fusión por láser impulsado, similares a los que están en curso en el National Ignition Facility de California.
JET es un tokamak, un dispositivo para llevar a cabo la fusión por confinamiento magnético. Es un reactor con forma de rosquilla que contiene plasma obtenido a partir de hidrógeno que es contenido por poderosos campos magnéticos. Eventualmente, la presión magnética y el calor forzan al núcleo de hidrógeno a fusionarse en helio, generando un estallido de energía y liberando neutrones de alta energía.
JET es el único tokamak en el mundo equipado para utilizar tritio, la forma radiactiva del hidrógeno con dos neutrones en su núcleo, así como la forma de un solo neutrón, el deuterio. Obligando a estas dos formas de hidrógeno a fundirse se produce una gran cantidad de energía. El tokamak ITER utilizará también esta forma de fusión una vez que esté completo.
Guy Matthews, director del Proyecto ITER, explica que el ITER no sería capaz de operar con un revestimiento de carbono. «Los electrones en el material tiende a diluir el plasma, cada uno de ellos se desplazan a un núcleo de hidrógeno», dice. «Esta es la razón por la cual el carbono fue elegido, tiene un bajo número atómico, y las fibras de carbono puede soportar altas temperaturas.»
El problema viene con la introducción del tritio en el plasma. «Si lo tienes en la pared, se tienden a formar compuestos de hidrocarburos con el hidrógeno en el reactor, y cuando la forma de hidrógeno es el tritio, los hidrocarburos serán radiactivos», dice Matthews. «Ese es un tema radiológico, una cuestión de seguridad, y un aspecto económico, porque no hay suficiente tritio disponible, y usted no lo quiere atrapado.»
Para el JET, éste no es un problema grave; la forma de rosquilla «toroidal» es relativamente pequeña – alrededor de dos metros de ancho – y sólo ejecuta pulsos de fusión por unas décimas de segundo. Pero el dispositivo toroidal ITER será casi 10 veces más grande y ejecutará pulsos durante 10 minutos; un reactor de fusión comercial tendría que funcionar de manera continua.
Las tejas de berilio utilizados para el JET se maquinan en formas precisas con un diseño de patrón de corte profundo en rejilla para prevenir el desarrollo de stress como resultado del calentamiento y enfriamiento durante el funcionamiento del reactor.
El reactor esta forrado con 5,000 de estas tejas, que cubren todo el interior, además de una franja alrededor de la base del toroide. Conocida como el diverter, aquí es donde las partículas de plasma disminuyen su velocidad para que expandan su energía. En esta etapa el plasma está en contacto directo con el forro de tejas, que está hecho de tungsteno, como el metal es más pesado tiene menos probabilidades de ser desplazados de la superficie por la ligereza del helio y los núcleos de hidrógeno, dice Matthews.
La renovación del JET tomó alrededor de 15 meses. Todos las tejas de la pared anterior tuvieron que ser retirados y sustituidos por tejas de berilio o tungsteno. Debido a que la pared del reactor se ha vuelto radioactiva por el bombardeo de neutrones, el grueso de la operación tuvo que ser llevada a cabo a control remoto.
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