Una innovación en el campo de la fusión nuclear ha resurgido en el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL), parte del Departamento de Energía de EE. UU., con su reciente desarrollo del Stellarator, un tipo de reactor de fusión. Este avance se caracteriza por el uso de materiales comunes y técnicas de impresión en 3D para manejar el plasma de alta temperatura.
El Stellarator reactivado después de más de 70 años
Originalmente ideado hace más de siete décadas por Lyman Spitzer, el fundador de PPPL, este reactor se distingue por su método de generar campos magnéticos a través de electroimanes dispuestos en configuraciones complejas, lo que le permite confinar plasma sin necesidad de inducir corriente eléctrica directamente a través de él, a diferencia de los reactores tokamak. A pesar de esta ventaja, la preferencia histórica ha sido por los tokamaks, dada la eficiencia de confinamiento de plasma y los desafíos asociados con el diseño del reactor.
No obstante, la introducción del Stellarator MUSE marca un punto de inflexión. Esta versión moderna se basa en el uso de imanes permanentes de tierras raras en lugar de electroimanes, proporcionando campos magnéticos superiores a los 1.2 teslas, una fuerza considerablemente mayor que la de los imanes permanentes estándar. Esta característica clave, según Michael Zarnstorff, físico senior de PPPL y líder del proyecto MUSE, es fundamental para mantener confinado el plasma y permitir las reacciones de fusión.
Este acercamiento renovado, descrito como “completamente nuevo” por el estudiante de posgrado de PPPL, Tony Qian, simplifica la construcción de “Stellarators” y facilita la experimentación con diferentes métodos de confinamiento de plasma. Además, MUSE mejora significativamente la “cuasisimetría”, un aspecto crucial para mantener uniforme la intensidad del campo magnético y, por ende, mejorar el confinamiento del plasma. Zarnstorff destaca que MUSE alcanza esta cuasisimetría con una precisión cien veces superior a la de cualquier reactor de este tipo existente.
Más detalles sobre el proyecto MUSE
El equipo de PPPL ahora se enfoca en profundizar el estudio de la cuasisimetría de MUSE y mapear con exactitud sus campos magnéticos, elementos determinantes para el éxito de las reacciones de fusión. Aunque aún está por verse si esta tecnología puede concretar la promesa de una energía de fusión limpia y sostenible a corto plazo, la solución creativa de MUSE revitaliza el potencial del Stellarator como una herramienta crucial en el avance hacia la fusión nuclear.
Stellarator vs Tokamak
Los reactores Stellarator y Tokamak representan dos enfoques distintos para lograr la fusión nuclear controlada, una fuente de energía limpia y casi inagotable.
Mientras que los Tokamaks confinan el plasma en forma toroidal mediante campos magnéticos generados por corrientes eléctricas inducidas en el plasma y electroimanes circundantes, los Stellarators también utilizan un diseño toroidal, pero generan el confinamiento magnético necesario a través de una compleja disposición de electroimanes, sin requerir corriente eléctrica en el plasma.
Esta diferencia fundamental permite que los Stellarators operen de manera continua, a diferencia de los Tokamaks, que funcionan en pulsos debido a su dependencia de la corriente eléctrica. Sin embargo, la complejidad geométrica de los Stellarators presenta desafíos en su construcción y optimización, mientras que la simplicidad relativa de los Tokamaks ha facilitado su desarrollo y los ha posicionado como la tecnología más avanzada en la búsqueda de la fusión nuclear.
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Fuente y foto: popsci.com
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