Investigadores europeos en la instalación del reactor de fusión nuclear Joint European Torus (JET) han establecido un nuevo récord mundial al liberar 69 megajoules de energía en un proceso de fusión nuclear sostenido y controlado. Este avance es el resultado de su campaña experimental destinada a probar escenarios operativos para futuras máquinas de fusión en condiciones lo más cercanas posibles a las que se encontrarán en el proyecto ITER y en las futuras plantas de energía de fusión.
El consorcio EUROfusion, que agrupa laboratorios de fusión de toda Europa, inició una ambiciosa campaña experimental en la instalación del JET, perteneciente a la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) en Culham, Reino Unido, en septiembre de 2023. Su objetivo era experimentar con escenarios operativos extrapolados de dispositivos europeos de pequeño y mediano tamaño para allanar el camino hacia el proyecto internacional ITER y las plantas de energía de fusión que le seguirán.
Joint European Torus se distingue entre los actuales dispositivos tokamak, que confinan una nube de plasma caliente e ionizado en una jaula de campos magnéticos, ya que puede operar con el combustible de deuterio-tritio, que será la base de futuras máquinas de fusión como ITER y la planta de demostración de energía DEMO.
El récord del reactor de fusión nuclear
Cabe destacar que los investigadores en la instalación del JET de la UKAEA han establecido un nuevo récord de energía de fusión al liberar 69.26 megajoules de calor durante un solo pulso, utilizando escenarios avanzados para estructurar y controlar su plasma. Este logro se alcanzó liberando la energía durante seis segundos a partir de solo 0.21 miligramos de combustible, equivalente a la energía liberada al quemar 2 Kg de carbón.
El equipo de EUROfusion superó sus propios récords mundiales anteriores de 59 megajoules (2022) y 22.7 megajoules (1997), también establecidos en JET. Los científicos de JET lograron reproducir las condiciones de fusión necesarias para el nuevo récord de manera fiable en múltiples pulsos experimentales, demostrando el entendimiento y control que han logrado sobre los complejos procesos de fusión.
El récord se logró calentando un plasma de deuterio y tritio, dos isótopos de hidrógeno, hasta una temperatura de 150 millones de grados Celsius. Debido a su alta sección transversal de fusión y baja temperatura de ignición, el deuterio y el tritio son los candidatos ideales para la energía de fusión. El deuterio se encuentra en el agua de mar, mientras que el tritio puede producirse a partir del litio, un metal común.
La fusión de deuterio y tritio forma helio y libera una enorme cantidad de energía térmica sin contribuir a las emisiones de gases de efecto invernadero. La fusión es inherentemente segura, ya que no puede iniciar un proceso descontrolado y no produce residuos de larga duración.
“Podemos crear de manera fiable plasmas de fusión utilizando la misma mezcla de combustible que utilizarán las plantas de energía de fusión comercial, demostrando la experiencia avanzada desarrollada con el tiempo” dijo la Dra. Fernanda Rimini, Gerente de Explotación Senior de JET y Líder de Operaciones Científicas de JET.
“Nuestra demostración exitosa de escenarios operativos para futuras máquinas de fusión como ITER y DEMO, validada por el nuevo récord de energía, infunde mayor confianza en el desarrollo de la energía de fusión” dijo el Profesor Ambrogio Fasoli, Gerente del Programa (CEO) en EUROfusion. “Más allá de establecer un nuevo récord, logramos cosas que nunca habíamos hecho antes y profundizamos nuestro entendimiento de la física de la fusión.“
Acerca del JET
JET ha sido un logro notable en el campo de la investigación de la energía de fusión. Ha sido el experimento de fusión más grande y exitoso del mundo y una instalación de investigación central del Programa Europeo de Fusión.
Desde su inicio en 1983 como un proyecto europeo conjunto, JET ha perseguido soluciones de energía de fusión seguras, bajas en carbono y sostenibles para satisfacer las demandas energéticas futuras del mundo. Ha proporcionado conocimientos cruciales sobre la mecánica compleja de la fusión, permitiendo a los científicos planificar el experimento de fusión internacional ITER y DEMO, la planta de demostración de energía de fusión actualmente en diseño por la comunidad europea de fusión.
Construido en Europa y utilizado de manera colaborativa por investigadores europeos a lo largo de su vida útil, JET se convirtió en propiedad de UKAEA en octubre de 2021. La máquina celebró su 40 aniversario en junio de este año y cesó las operaciones de plasma a finales de 2023, habiendo creado 105,842 pulsos.
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