\n<\/aside>\n<\/p>\n
Es sabido que el uso de la fusi\u00f3n nuclear, el proceso que alimenta las estrellas, para producir electricidad en la Tierra ha estado a 30 a\u00f1os de distancia durante m\u00e1s de 70 a\u00f1os. Pero ahora, un experimento innovador realizado en la Instalaci\u00f3n Nacional de Fusi\u00f3n DIII-D en San Diego puede finalmente hacer que las plantas de energ\u00eda de fusi\u00f3n nuclear est\u00e9n a unos 29 a\u00f1os de distancia.<\/p>\n
Techo de fusi\u00f3n nuclear<\/h2>\n La instalaci\u00f3n DIII-D est\u00e1 dirigida por General Atomics para el Departamento de Energ\u00eda. Incluye un tokamak experimental, un dispositivo de fusi\u00f3n nuclear con forma de rosquilla que funciona atrapando plasma sorprendentemente caliente en campos magn\u00e9ticos toroidales muy fuertes. Los Tokamaks, en comparaci\u00f3n con otros dise\u00f1os de reactores de fusi\u00f3n como los stellarators, son los que est\u00e1n m\u00e1s avanzados en su desarrollo; ITER, el primer dispositivo de fusi\u00f3n del mundo del tama\u00f1o de una central el\u00e9ctrica que se est\u00e1 construyendo actualmente en Francia, realizar\u00e1 sus primeras pruebas con plasma en diciembre de 2025.<\/p>\n
Pero los tokamaks siempre han tenido algunos problemas. En 1988, Martin Greenwald, un experto en f\u00edsica del plasma del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts, propuso una ecuaci\u00f3n que describ\u00eda un l\u00edmite aparente de la densidad del plasma en los tokamaks. Sostuvo que la densidad m\u00e1xima alcanzable est\u00e1 dictada por el radio menor de un tokamak y la corriente inducida en el plasma para mantener la estabilidad magn\u00e9tica. Se supon\u00eda que ir m\u00e1s all\u00e1 de ese l\u00edmite har\u00eda que los imanes fueran incapaces de mantener el plasma calentado a m\u00e1s de 150 millones de grados Celsius lejos de las paredes de la m\u00e1quina.<\/p>\n
Dado que la producci\u00f3n de energ\u00eda de un tokamak era proporcional al cuadrado de la densidad del combustible, este l\u00edmite no auguraba nada bueno para las plantas de energ\u00eda de fusi\u00f3n. Un reactor comercial tendr\u00eda que ser enorme o generar corrientes de plasma absurdamente altas. Lo primero significaba que su construcci\u00f3n ser\u00eda catastr\u00f3ficamente costosa, y lo segundo que su funcionamiento ser\u00eda costoso.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nPero ha habido esperanza. Desde entonces, muchos equipos de investigaci\u00f3n que trabajan en diferentes instalaciones de tokamak, incluido el Joint European Torus (JET) en Gran Breta\u00f1a o ASDEX Upgrade en Alemania, lograron densidades de plasma que excedieron el l\u00edmite de Greenwald. En respuesta, el propio Martin Greenwald revis\u00f3 un poco su afirmaci\u00f3n, diciendo que el l\u00edmite no se aplicaba a la l\u00ednea de densidad promediada del plasma en todo el reactor, sino s\u00f3lo a la porci\u00f3n del plasma que ocupaba menos del 10 por ciento del radio cerca de la pared del reactor.<\/p>\n
Si bien las cifras de densidad reales se modificaron un poco, el principio de funcionamiento detr\u00e1s del l\u00edmite de Greenwald a\u00fan se manten\u00eda: cuando la densidad del plasma sub\u00eda por encima de la l\u00ednea de Greenwald, la calidad del confinamiento disminu\u00eda. \u00abEl principal fen\u00f3meno que la gente descubri\u00f3 en los experimentos de alta densidad fue la reducci\u00f3n del confinamiento de energ\u00eda cuando se aument\u00f3 la densidad del plasma\u00bb, dijo Siye Ding, investigador de General Atomics que trabaja en la Instalaci\u00f3n Nacional de Fusi\u00f3n DIII-D.<\/p>\n
Para utilizar la fusi\u00f3n para la producci\u00f3n de energ\u00eda, necesitamos alta densidad y alto confinamiento. \u00abPor primera vez hemos demostrado experimentalmente c\u00f3mo resolver este problema\u00bb, afirm\u00f3 Ding.<\/p>\n
Rompecabezas autoorganizado<\/h2>\n \u00abCuando se produce plasma en un reactor, hay toda una combinaci\u00f3n de par\u00e1metros\u00bb, explic\u00f3 Andrea Garofalo, director cient\u00edfico de General Atomics que trabaj\u00f3 en el experimento en DIII-D. \u201c\u00bfQu\u00e9 es la corriente de plasma, qu\u00e9 es el campo toroidal, qu\u00e9 es el calentamiento externo versus el tiempo? Las combinaciones de estos par\u00e1metros pueden variar en los tokamaks: puede tener una corriente de plasma mayor o menor, puede iniciar el calentamiento temprano o puede comenzar m\u00e1s tarde. Todo esto constituye lo que llamamos un escenario\u201d.<\/p>\n
\u00abEstamos hablando de optimizar las formas de onda de energ\u00eda, combustible, etc. para lograr la configuraci\u00f3n correcta\u00bb, a\u00f1adi\u00f3.<\/p>\n
La configuraci\u00f3n que \u00e9l y sus colegas lograron (llamada escenario beta alto-poloidal) funcion\u00f3 a las mil maravillas.<\/p>\n
Las personas que trabajan en la fusi\u00f3n nuclear utilizan varias m\u00e9tricas que integran m\u00faltiples par\u00e1metros en n\u00fameros simples para facilitar la comparaci\u00f3n del rendimiento de diferentes experimentos de fusi\u00f3n. La m\u00e9trica H98Y rastrea la calidad del confinamiento. El modo de alto confinamiento que se utilizar\u00e1 en ITER tiene H98Y igual a 1. La densidad del plasma a menudo se denomina FGR (la fracci\u00f3n de Greenwald), que describe hasta qu\u00e9 punto puede llegar por debajo o por encima del l\u00edmite de Greenwald. FGR igual a 1 significa densidad exactamente en el l\u00edmite de Greenwald.<\/p>\n<\/p><\/div>\n
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