En un avance de gran relevancia para el futuro de la energía de fusión, investigadores de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) lograron estabilizar el plasma en el tokamak esférico MAST Upgrade utilizando un campo magnético tridimensional aplicado por bobinas magnéticas. Se trata de la primera vez que se emplea esta tecnología en una configuración de tokamak esférico, marcando un paso decisivo hacia la viabilidad de la fusión como fuente de energía limpia y sostenible.
Bobinas magnéticas 3D, ¿el nuevo estándar en confinamiento?
El plasma es como un fluido increíblemente energético y turbulento y a veces, desarrolla inestabilidades en la superficie del plasma que lanzan ráfagas de energía y partículas, llamadas ELM (Modos Localizados en el Borde). En un reactor comercial a gran escala, estas inestabilidades serían tan potentes que dañarían y erosionarían las paredes internas del reactor, acortando su vida útil.
En el experimento realizado, los científicos lograron suprimir por completo los ELM usando bobinas magnéticas especiales, llamadas Bobinas de Perturbación Magnética Resonante (RMP), que permiten aplicar un campo magnético 3D en el borde del plasma.
Este tipo de control ha sido utilizado en tokamaks convencionales, pero nunca antes con éxito en uno esférico, lo que abre nuevas posibilidades para el diseño de sistemas de control avanzados en futuras plantas de energía de fusión, como el proyecto STEP (Spherical Tokamak for Energy Production).
¿Qué más se logró?
Control independiente del escape de plasma
En los tokamaks esféricos, como MAST Upgrade, existen 2 desviadores que se encargan de extraer de forma controlada el calor y las partículas gastadas del plasma. Por primera vez, los investigadores lograron controlar de forma independiente el flujo de escape en los desviadores superior e inferior, sin afectar el rendimiento del plasma.
Esto se traduce en que si un desviador se sobrecalienta o se desgasta, se puede redirigir más carga al otro, mejorando la gestión térmica. Esto es como poder regular individualmente el escape de dos cilindros de un motor sin afectar su rendimiento general.
Mejora de la forma y el rendimiento del plasma
Los investigadores lograron crear la mejor forma de plasma hasta la fecha en MAST Upgrade, con un «alargamiento» de 2.5. Esto significa que el plasma es alto y delgado (como una manzana), en lugar de ser más gordo y redondo. Una forma más alargada es más estable y permite confinar más presión de plasma en un espacio más pequeño, y por ende, producir más energía de fusión.
UKAEA lidera el camino hacia el reactor STEP
Todos estos avances forman parte del marco experimental que da soporte científico al desarrollo de STEP, el prototipo británico de planta de energía de fusión que se prevé construir para la década de 2040. El proyecto está financiado por el gobierno del Reino Unido y vinculado al consorcio europeo EUROfusion, lo que demuestra el carácter estratégico y colaborativo de esta investigación.
Se espera que la próxima campaña experimental de MAST Upgrade amplíe y valide estos logros, cimentando aún más el diseño técnico de STEP y consolidando a la energía de fusión como una alternativa real a los combustibles fósiles.
Fuente: Gobierno de UK
