El diseño del estelarador que, según Type One, producirá energía limpia dentro de una década.Crédito: Energía tipo uno
La fusión nuclear es diferente. En lugar de dividir el átomo, dos átomos de hidrógeno se fusionan en un átomo de helio, liberando energía. Nuestro sol funciona con el mismo principio: su enorme gravedad y sus temperaturas extremadamente altas descomponen el hidrógeno en helio en lo profundo de su núcleo.
Las reacciones de fusión liberan mucha más energía que la fisión. No hay gases de efecto invernadero. Para citar a la Agencia Internacional de Energía Atómica: “Podría proporcionar energía limpia, segura y asequible prácticamente ilimitada para satisfacer la demanda mundial”.
La fusión nuclear en sí misma es un problema resuelto. En 2018, Jackson Oswalt, de 12 años, hizo esto en un reactor casero en su dormitorio.
El verdadero desafío puede resumirse en una simple afirmación del profesor emérito John Howard, que dirigió durante muchos años el reactor de fusión experimental de la Universidad Nacional de Australia: “Estás sosteniendo una estrella en una botella magnética”.
Esto es tan difícil como parece. La reacción de fusión debe ser sostenible, estable y confiable para proporcionar energía de carga base.
Carga
Los científicos de la fusión comienzan con el plasma, un gas arremolinado supercaliente formado por átomos a los que se les han despojado de sus electrones. Debido a que el plasma es sensible a los campos magnéticos, se utilizan imanes gigantes para contenerlo y hacerlo girar alrededor de la cámara del reactor.
Type One propone construir estelaradores que parecen donuts huecos y retorcidos envueltos en bobinas de imanes superconductores. Los imanes descomponen el gas y luego se calienta hasta el punto en que se inicia una reacción de fusión.
Los desafíos técnicos son enormes. Los estelaradores deben soportar temperaturas superiores a los cien millones de Kelvin mientras mantienen los imanes superconductores que rodean la cámara por debajo de cero.
Puede funcionar. El stellarator alemán W7-X estableció este año un récord por la reacción de fusión controlada más larga. Ahora sólo queda escalar el modelo alemán al tamaño de la cuadrícula, afirma Baynes-Reid. One Energy propone reutilizar antiguas centrales eléctricas de carbón desmanteladas que ya están conectadas a la red.
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“La ciencia y la tecnología básicas han sido probadas. Ahora podemos tomar esa ciencia y tecnología básicas y optimizarlas para una planta de energía viable”, dijo Baynes-Reid.
Otros científicos son menos optimistas. Con un tiempo total de funcionamiento de 47 segundos, el W7-X estableció un récord.
“Odio ser un pesimista. Se han logrado muchos progresos. Pero todavía hay algunos desafíos técnicos bastante ingeniosos que deben resolverse”, dijo Howard.
Destacan dos. Para que la fusión funcione, los ingenieros primero deben demostrar la cría de tritio.
Los reactores de fusión funcionan mediante la fusión de dos tipos especiales de hidrógeno: deuterio y tritio. El deuterio es fácil de extraer del agua, pero el tritio es raro y radiactivo.
Un reactor de fusión comercial debe producir su propio tritio como subproducto de la reacción, que luego puede reutilizarse como combustible. Esta tecnología es teóricamente posible, pero los científicos aún tienen que demostrar que funciona.
En segundo lugar, los neutrones producidos durante la reacción pueden dañar los componentes de la cámara de reacción. ¿Puede reemplazarlos de forma rápida y rentable y, al mismo tiempo, garantizar un suministro de energía confiable?
“Su prospecto es bastante optimista. Me gustaría decir que se basa en un éxito comprobado, pero ese no es el caso todavía”, dijo Howard. “¿Pondría mi dinero en ello si lo tuviera? Probablemente no”.
Luego está el problema del tiempo. El Tipo Uno proyecta que podría haber una central eléctrica en funcionamiento en Tennessee para 2034, reemplazando las centrales eléctricas alimentadas con carbón que llegarán al final de su vida útil durante la próxima década.
Australia se ha comprometido a reducir las emisiones entre un 62 y un 70 por ciento con respecto a los niveles de 2005 para 2035, un aumento dramático en el ritmo de reducción de emisiones que probablemente requerirá que el 95 por ciento de toda la generación de electricidad sea renovable dentro de una década.
ITER, el reactor de fusión experimental más grande y potente del mundo, fue diseñado en 1985, ha estado en construcción desde 2013 y se espera que cueste 66 mil millones de dólares.
Su objetivo es alcanzar el punto de equilibrio y probar el mejoramiento del tritio. Sin embargo, el primer plasma no estará disponible como muy pronto hasta 2034 y no estará conectado a la red.
“Creo que sí. Pero ahí radica el problema. Nos estamos cocinando vivos y creando las condiciones para precipitaciones, inundaciones y aumentos del nivel del mar. Lo primero es lo primero: abordar esto con la tecnología que está disponible y probada”, dijo el Dr. Nathan Garland, investigador de la fusión en la Universidad Griffith.
“Creo en ello, pero en el futuro puede que no sea tan agresivo como el sector privado”.
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