Redacción NM
El reactor de fusión nuclear de ‘sol artificial’ de China en Hefei ha establecido un nuevo récord mundial después de funcionar a 126 millones de ° F (70 millones de ° C) durante 1.056 segundos, más de 17 minutos.
Este récord, establecido el 30 de diciembre, marca la duración más larga para un reactor experimental de energía de fusión tokamak superconductor avanzado (ESTE), informa la Agencia de Noticias Xinhua.
EAST ya estableció un récord anterior en mayo al funcionar durante 101 segundos a una temperatura más alta: 216 millones de ° F (120 millones de ° C).
La energía de fusión nuclear funciona colisionando átomos de hidrógeno pesados para formar helio, liberando grandes cantidades de energía, imitando el proceso que ocurre naturalmente en el centro de estrellas como nuestro sol.
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Cómo funciona: este gráfico muestra el interior de un reactor de fusión nuclear y explica el proceso mediante el cual se produce la energía. En su corazón está el tokamak, un dispositivo que utiliza un poderoso campo magnético para confinar los isótopos de hidrógeno en una forma esférica, similar a una manzana con corazón, ya que se calientan mediante microondas en un plasma para producir la fusión.
En la foto, los trabajadores revisan el equipo en el ESTE de la provincia de Anhui, en el este de China
El avance fue anunciado el viernes por Gong Xianzu, investigador del Instituto de Física del Plasma de la Academia de Ciencias de China, que está a cargo del experimento realizado en Hefei, capital de la provincia de Anhui, en el este de China.
«Logramos una temperatura del plasma de 120 millones de grados Celsius durante 101 segundos en un experimento en la primera mitad de 2021», dijo Xianzu, citado por Xinhua.
«Esta vez, la operación de plasma en estado estable se mantuvo durante 1.056 segundos a una temperatura cercana a los 70 millones de grados Celsius, sentando una base científica y experimental sólida para el funcionamiento de un reactor de fusión».
En el corazón de EAST y otros reactores de fusión se encuentra el tokamak, un dispositivo inicialmente conceptualizado en la década de 1950 por físicos soviéticos.
Un tokamak usa un poderoso campo magnético para confinar los isótopos de hidrógeno en una forma esférica, similar a una manzana con corazón, ya que se calientan mediante microondas en un plasma para producir la fusión.
El plasma, a menudo denominado el cuarto estado de la materia después del sólido, el líquido y el gas, se produce cuando los átomos de un gas se ionizan.
El plasma es materia sobrecalentada tan caliente que los electrones se desprenden de los átomos, formando un gas ionizado.
China dice que su reactor está diseñado para replicar el proceso de fusión nuclear que ocurre naturalmente en el Sol y las estrellas para proporcionar energía limpia casi infinita.
Ubicado en la provincia de Anhui, en el este de China, y terminado a fines de 2020, el reactor a menudo se denomina «sol artificial» debido al enorme calor y la energía que produce.
Las plantas de energía de fusión están diseñadas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero del sector de generación de energía, que es una de las principales fuentes de estas emisiones a nivel mundial.
La fusión podría eventualmente combatir el cambio climático reemplazando las fuentes de energía que emiten gases de efecto invernadero, como el carbón y el gas.
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El poder de fusión funciona colisionando átomos de hidrógeno pesados para formar helio, liberando grandes cantidades de energía en el proceso, como ocurre naturalmente en el centro de las estrellas.
Los científicos chinos planean utilizar el reactor de fusión nuclear en colaboración con científicos en Francia que trabajan en el Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER).
Se espera que el proyecto ITER, con sede en Provenza, comience a suministrar energía en 2035 y se convierta en el reactor más grande del mundo una vez que esté terminado.
En el Reino Unido, el gobierno de Boris Johnson también planea construir una central de fusión nuclear como parte de su ‘revolución industrial verde’.
El mes pasado, el gobierno preseleccionó cinco sitios como el hogar potencial del reactor de fusión nuclear: Ardeer en North Ayrshire, Goole en Yorkshire, Moorside en Cumbria, Ratcliffe-on-Soar en Nottinghamshire y Severn Edge en Gloucestershire.
Mientras tanto, el reactor de fusión nuclear SPARC, un proyecto estadounidense que involucra al MIT, se encuentra actualmente en desarrollo en Devens, Massachusetts.
Corea del Sur también tiene su propio ‘sol artificial’, la Investigación Avanzada Tokamak Superconductora de Corea (KSTAR), que ha funcionado a 180 millones de ° F (100 millones de ° C) durante 20 segundos.
Los científicos chinos han estado trabajando en el desarrollo de versiones más pequeñas del reactor de fusión nuclear desde 2006. Se muestra a un científico trabajando en el primer reactor de fusión nuclear de China.
Se ve a ingenieros trabajando en el Tokamak superconductor avanzado experimental en Hefei
La fusión se considera el Santo Grial de la energía y es lo que impulsa a nuestro Sol, que arde a aproximadamente 27 millones de ° F (15 millones de ° C).
Fusiona núcleos atómicos para crear cantidades masivas de energía, lo opuesto al proceso de fisión utilizado en las armas atómicas y las plantas de energía nuclear, que los divide en fragmentos.
A diferencia de la fisión, la fusión no emite gases de efecto invernadero y conlleva menos riesgo de accidentes o robo de material atómico.
Pero lograr la fusión es extremadamente difícil y prohibitivamente costoso, con el costo total de ITER estimado en $ 22.5 mil millones (£ 15.9 mil millones).
Esto se debe a que hacer que los átomos de isótopos de hidrógeno colisionen y se fusionen para producir helio, de la misma manera que el Sol crea energía, produce una enorme cantidad de calor residual.
Sin embargo, en mayo del año pasado, los científicos de Oxfordshire dijeron que habían encontrado una forma de lidiar con estos gases de escape, enfriándolos de unos extraordinarios 150 millones de ° C a unos pocos cientos de grados, temperaturas similares a las del motor de un automóvil.
Desarrollaron un sistema de escape, llamado Super-X Divertor, que atrapa el helio, utilizando un campo magnético, y luego lo desvía por un camino más largo hasta que está lo suficientemente frío como para no dañar las paredes del reactor.
CÓMO FUNCIONA UN REACTOR DE FUSIÓN
La fusión es el proceso mediante el cual un gas se calienta y se separa en sus iones y electrones constituyentes.
Se trata de elementos ligeros, como el hidrógeno, que se rompen para formar elementos más pesados, como el helio.
Para que se produzca la fusión, los átomos de hidrógeno se colocan a alta temperatura y presión hasta que se fusionan.
El tokamak (impresión del artista) es el sistema de confinamiento magnético más desarrollado y es la base para el diseño de muchos reactores de fusión modernos. El violeta en el centro del diagrama muestra el plasma en el interior.
Cuando los núcleos de deuterio y tritio, que se pueden encontrar en el hidrógeno, se fusionan, forman un núcleo de helio, un neutrón y mucha energía.
Esto se hace calentando el combustible a temperaturas superiores a 150 millones de ° C y formando un plasma caliente, una sopa gaseosa de partículas subatómicas.
Se utilizan fuertes campos magnéticos para mantener el plasma alejado de las paredes del reactor, de modo que no se enfríe y pierda su potencial energético.
Estos campos son producidos por bobinas superconductoras que rodean el recipiente y por una corriente eléctrica impulsada a través del plasma.
Para la producción de energía, el plasma debe estar confinado durante un período suficientemente largo para que se produzca la fusión.
Cuando los iones se calientan lo suficiente, pueden superar su repulsión mutua y chocar, fusionándose.
Cuando esto sucede, liberan alrededor de un millón de veces más energía que una reacción química y de tres a cuatro veces más que un reactor de fisión nuclear convencional.
