Un equipo internacional de investigadores en la instalación MAST Upgrade del Reino Unido ha probado con éxito un innovador sistema de escape que reduce la enorme carga térmica dentro de un reactor de fusión en más de diez veces en comparación con diseños anteriores.
James Harrison, director científico de MAST Upgrade en la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido, declaró: "Estos resultados, fruto de una estrecha colaboración internacional entre los equipos de UKAEA, la Universidad Tecnológica de Eindhoven, DIFFER y EUROfusion, continuarán impulsando nuestra comprensión de esta importante área de investigación". Este avance clave aborda directamente uno de los mayores obstáculos para construir una planta de energía de fusión comercial.
Las futuras plantas de energía de fusión operarán en condiciones extremas, y para producir energía, deberán contener plasma (gas sobrecalentado de combustible de hidrógeno) más caliente que el sol. Los investigadores indican que temperaturas superiores a los 10.000 grados Celsius y un flujo de partículas cargadas procedentes del combustible de fusión (plasma) son las condiciones extremas que el muro de escape (divertor) de una futura planta de fusión tendrá que soportar. El diseño del divertor, responsable de soportar este impacto, es un desafío de ingeniería clave para la viabilidad de la energía de fusión.
El nuevo diseño del divertor "Super-X" ofrece una solución. Desarrollado por la instalación MAST Upgrade, construida específicamente por la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA), este sistema presenta una ruta de escape más larga y extendida. Estas "piernas" más largas proporcionan más espacio y tiempo para que el plasma ardiente se enfríe antes de tocar una superficie sólida, reduciendo drásticamente el calor y la presión en las paredes del reactor.
Harrison enfatizó: "Demostrar que las condiciones del plasma en el divertor de MAST Upgrade se pueden controlar de forma independiente es un paso importante hacia el desarrollo de un control robusto del escape del plasma en máquinas futuras". Los últimos resultados transforman el concepto Super-X de una teoría prometedora a una tecnología madura. Según informes, este es un logro mundial: en el proyecto MAST Upgrade, los investigadores han demostrado que el enfoque Super-X puede controlar el escape sin afectar al divertor opuesto o al núcleo de plasma que produce la energía de fusión. Esta capacidad de gestionar el borde sin perturbar el núcleo es crucial para una planta de energía estable y de funcionamiento continuo.
Los investigadores también confirmaron que el diseño Super-X es más fácil de gestionar que los divertores tradicionales de piernas cortas. Los resultados muestran que modificaciones de diseño moderadas pueden generar grandes beneficios, ofreciendo flexibilidad a los ingenieros para diseñar futuros reactores. Bob Kool, de DIFFER y la Universidad Tecnológica de Eindhoven, resumió: "Estos resultados demuestran claramente los numerosos beneficios de un divertor alternativo para mantener condiciones aceptables en el divertor de una planta de energía de fusión".
La gestión térmica se ha convertido en un área de investigación crucial en el campo de la energía de fusión nuclear, con muchos investigadores en todo el mundo trabajando en ello. Recientemente, científicos de la instalación nacional de fusión DIII-D lograron un nuevo avance al estudiar un método de operación de tokamak diferente. Los experimentos mostraron que una configuración de plasma llamada "triangularidad negativa" puede lograr las condiciones de alto rendimiento necesarias para mantener la energía de fusión. Esta es la primera vez que los investigadores logran un alto confinamiento de plasma utilizando una configuración de triangularidad negativa combinada con "separación del divertor".
