Francia consigue el récord de un 'Sol Artificial' en funcionamiento: ¡22 minutos!

El pasado 12 de febrero, el tokamak WEST del CEA (centro de estudios francés) logró mantener un plasma durante más de 22 minutos, batiendo así el récord anterior de duración de plasma alcanzado con un tokamak en China.

Según el CEA, este avance demuestra que su conocimiento de los plasmas y el control tecnológico de los mismos durante períodos más largos está madurando y ofrece la esperanza de que los plasmas de fusión puedan estabilizarse durante períodos más largos en máquinas como el ITER, el gran proyecto mundial de fusión nuclear.

1.337 segundos, ese fue el tiempo que WEST, un tokamak que opera desde la planta del CEA en Cadarache, en el sur de Francia y una de las instalaciones de tamaño medio del consorcio EUROfusion, pudo mantener el plasma en funcionamiento. El plasma alcanzó una temperatura récord de 50 millones de grados. Esto representó una mejora del 25% con respecto al tiempo récord anterior logrado con EAST, en China, unas semanas antes.

El camino hacia la fusión con el ITER

Alcanzar duraciones como estas es un hito crucial para máquinas como el ITER , que necesitarán mantener plasmas de fusión durante varios minutos. El objetivo final es controlar el plasma, que es naturalmente inestable, al tiempo que se garantiza que todos los componentes que están expuestos al plasma puedan soportar su radiación sin funcionar mal ni contaminarlo.

Esto es lo que pretenden conseguir los investigadores del CEA y lo que explica el récord actual. En los próximos meses, el equipo de WEST redoblará sus esfuerzos para conseguir duraciones de plasma muy largas (hasta varias horas en total), pero también para calentar el plasma a temperaturas aún más altas con el fin de acercarse a las condiciones esperadas en los plasmas de fusión.

WEST es una instalación de la CEA que se beneficia de las décadas de experiencia de la comisión en el uso de tokamaks para estudiar plasmas. Recibe a investigadores de todo el mundo, que hacen uso de sus características clave que permiten plasmas de larga duración, en particular sus bobinas superconductoras y componentes enfriados activamente.

WEST es una faceta de un movimiento internacional que comprende otros experimentos importantes en los que los investigadores de la CEA están muy involucrados, como JET, el tokamak Joint European Torus en el Reino Unido (cerrado a fines de 2023), que ostenta el récord de energía de fusión, JT-60SA en Japón, EAST en China y KSTAR en Corea del Sur, sin mencionar la máquina insignia que es ITER.

"WEST ha logrado un nuevo hito tecnológico clave al mantener el plasma de hidrógeno durante más de veinte minutos mediante la inyección de 2 MW de potencia térmica. Los experimentos continuarán con una mayor potencia. Este excelente resultado permite tanto a WEST como a la comunidad francesa liderar el camino hacia el uso futuro del ITER", comenta Anne-Isabelle Etienvre, directora de Investigación Fundamental del CEA.

¿Para qué se utiliza la fusión?

La fusión nuclear es una tecnología cuyo objetivo último es controlar el plasma naturalmente inestable. Utiliza menos recursos y combustible que la fisión, que ya era muy concentrada, y no produce residuos radiactivos de larga duración.

De las diversas técnicas posibles para generar energía, la más avanzada es la fusión por confinamiento magnético, en la que el plasma se mantiene en un toro mediante un campo magnético intenso y se calienta hasta que los núcleos de hidrógeno se fusionan. El JET ha demostrado que la fusión por confinamiento produce una potencia de fusión de 15 MW durante varios segundos.

Francia, donde se encuentran tanto WEST como ITER, está bien situada para albergar el primer prototipo de reactor de fusión nuclear. La fusión nuclear es una fuente de energía que aprovecha las reacciones nucleares, con muchos aspectos complementarios posibles con la energía de fisión nuclear y las técnicas asociadas relacionadas con los neutrones y la materia, que se conocen bien.

Sin embargo, dada la infraestructura necesaria para producir esta energía a gran escala, es poco probable que la tecnología de fusión contribuya significativamente a lograr emisiones netas de carbono cero para 2050. Para ello, es necesario superar varios obstáculos tecnológicos y aún debe demostrarse la viabilidad económica de esta forma de producción de energía.