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Se acerca la fusión nuclear como fuente de energía

Científicos de China, Alemania y en particular de la Unión Europea y seis países más, encabezan la carrera por reproducir en la Tierra las condiciones que existen en el Sol y generar energía gracias a la fusión nuclear.

Sin embargo, la carrera está lejos aún de ser ganada por alguno de los equipos de investigación, pues se estima que pasarán alrededor de tres décadas para que exista electricidad proveniente de la fusión en las casas.

La reproducción de las condiciones en que el Sol genera energía no es fácil. Para esa generación se parte de la enorme masa solar, compuesta en su mayoría de hidrógeno y helio.

Esa masa empuja hacia el corazón del astro, lo que genera una temperatura de 15 millones de grados Celsius con densidad 15 veces la del agua, describe el sitio especializado Universe today.

Bajo esas condiciones de temperatura y densidad los átomos de hidrógeno se convierten en helio en un proceso de fusión exotérmico, es decir, que genera calor, con liberación de fotones de rayos gamma.

Ese proceso es el que se busca replicar en los laboratorios terrestres. Hasta ahora la principal tecnología que se ha desarrollado es el rector “tokamak”, o cámara toroide con bobinas magnéticas, desarrollado por Rusia.

Se trata de una tecnología que ya cumplió medio siglo de existencia, con la cual se han desarrollado diferentes clases de reactores pero con el mismo principio operativo.

Una cámara de vacío se llena con hidrógeno, el cual es llevado al estado de plasma electrizándola o bien con el uso de láseres o cualquier método que lleve al hidrógeno a un estado plasmático de 150 a 300 millones de grados Celsius.

Magnetos superconductores rodean la cámara de fusión, a fin de que el plasma se mantenga lejos de los muros de la cámara, pues de otra manera los derretiría.

Al lograrse esas condiciones los átomos de hidrógeno se convierten en helio de la misma manera que sucede en el Sol, y el calor se puede emplear para generar energía.

Hasta ahora, luego de medio siglo de trabajo, no se ha logrado que la energía que resulte supere con amplitud a la que se necesita para activar el proceso, pero se trata de un proceso seguro y limpio.

La materia prima es agua y el producto de “desperdicio” es helio, y para el control de cualquier problema en el reactor, bastaría con detener su operación.

Los fotones liberados sí pueden generar un problema pues son radiactivos por unos 500 años.

Hasta ahora no se logrado aún que la energía que se usa equivalga a la producida, pero ya se está cerca.

China ha reportado que en su reactor (EAST) alcanzó 50 millones de grados celsius durante 102 segundos, aunque falta la verificación independiente.

En el aleman Karlsruhe Institute of Technology el estelarrator Wendelstein 7-X (W/X), que usa anillos y magnetos externos para confinar el plasma, llevó el hidrógeno a 80 millones de grados por un cuarto de segundo.

Sin embargo, el experimento más adelantado es el International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER),donde colaboran la Unión Europea (UE) así como Corea del Sur, China, Estados Unidos, India, Japón y Rusia.

De acuerdo a los cálculos de sus creadores, que lo empezaron a construir en junio de 2015 a un costo total de 14 mil millones de dólares, por cada 10 megawatts (mw) de energía que use debe generar 100 mw.

Los trabajos de edificación se estima que concluyan en 2021, y la primera fusión experimental se realizará en 2025, pero una fecha realista para contar con energía comercial desde esta tecnología sería 2045.

/cpg

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