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TECNOLOGÍA. El proyecto de fusión nuclear ITER

El Tokamak (anillo toroidal), corazón del proyecto ITER © ITER organization
El ITER tiene como objetivo replicar el funcionamiento de la principal fuente de energía de nuestro sistema solar: el sol.   Fuente: https://www.iter.org/


Después de una serie de contratiempos el proyecto internacional para generar energía a partir de la fusión nuclear ha alcanzado un hito clave. Con la mitad de las instalaciones construidas, será una nueva e importante fuente de energía limpia para el 2025. El  Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER), tiene su instalación principal en el sur de Francia. El esfuerzo por acercar la energía de fusión a una fase operativa está respaldado por algunas de las economías más desarrolladas y emergentes del mundo, incluyendo la UE, los Estados Unidos, China, India, Japón, Corea y Rusia, con un presupuesto de más de 18 mil millones de €. Todo ello, con el objetivo de ofrecer energía sostenible, segura e ilimitada para el mundo moderno. 


El proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) persigue general energía a gran escala a partir de la fusión nuclear. Foto cortesía de ITER


QUÉ ES LA FUSIÓN NUCLEAR Y CÓMO FUNCIONARÁ EN EL PROYECTO ITER 
Las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar miles de millones de veces por segundo en el núcleo del Sol generan suficiente energía para satisfacer ampliamente la demanda de energía del planeta. En el último siglo los secretos que gobiernan tal poder han sido descubiertos y probados por los físicos. 

A temperaturas extremas, núcleos de elementos poco densos se fusionan produciendo un núcleo más pesado, esta reacción libera una gran cantidad de energía. Para aprovecharla de manera útil, se tienen que replicar unas condiciones muy extremas. Este proceso es muy difícil de controlar y requiere una precisión milimétrica de tales condiciones. El proyecto ITER puede ser el vehículo definitivo para conseguirlo.



UNA ESTRELLA EN LA TIERRA
El poder de fusión es uno de los objetivos tecnológicos más perseguidos en la búsqueda de una fuente de energía limpia.  La fusión nuclear es el fenómeno natural que alimenta al sol y convierte el hidrógeno en átomos de helio a través de un proceso que se produce a temperaturas de millones de grados centígrados

Replicar ese proceso en la Tierra a una escala suficiente podría liberar más energía de la que probablemente necesite la humanidad, pero el problema es crear las condiciones necesarias para que ocurran tales reacciones, aprovechar la energía resultante de una manera útil y controlar las reacciones una vez se produzcan. Por estas razones, los físicos nucleares abandonaron hace mucho el poder de la fusión como una fuente potencial de energía comercial a favor de los reactores de fisión, utilizando procesos mediante los cuales los materiales radiactivos liberan energía a medida que se induce su desintegración. 

En el ITER se está construyendo una estructura para contener las reacciones, un recipiente con forma de rosquilla, o anillo toroidal, que puede desviar las reacciones volátiles de la carcasa de metal mediante imanes superconductores y concentrar el plasma de partículas en la zona central del anillo toroidal. La masiva energía térmica generada impulsará unas turbinas, de manera similar a las centrales eléctricas de carbón y de gas actuales, produciendo una gran cantidad de electricidad. Esta estructura soportará temperaturas de millones de grados y será una fuente alternativa para generar energía libre de emisiones de carbono y potencialmente a bajo costo.


El Tokamak del ITER tendrá 30m de alto y pesará 23.000Tn. Lo integran cerca de un millón de piezas. 

La capacidad que puede llegar a tener el ITER es inimaginable en la actualidad. Una cantidad de hidrógeno del tamaño de una piña podría utilizarse para producir tanta energía como 10.000 toneladas de carbón. ITER ha sido descrito como el esfuerzo científico más complejo en la historia de la humanidad.  Llegar a esta etapa del proyecto ya ha requerido notables logros de ingeniería, como el fabricar más de 100.000 km de hilos de metal superconductores de niobio-estaño, producidos por hasta nueve proveedores diferentes durante siete años, para fabricar los imanes. 

En principio, el proyecto tiene previsto realizar sus primaras pruebas, para demostrar el concepto de fusión nuclear, en diciembre de 2025.  Si tiene éxito, la máquina ITER produciría 500 MW de potencia, suficiente para estudiar un plasma de auto-calentamiento, que nunca se ha producido de forma controlada en la Tierra.  Eso podría, a su vez, conducir al desarrollo de centrales eléctricas de fusión para aprovechar, de forma comercial, la energía producida. 


Google  está también trabajando en un proyecto de fusión nuclear a través de su plataforma powerGoogle, siendo ésta la primera iniciativa por parte del sector privado. El pasado verano, el gigante de Internet anunció que había formado una sociedad con Tri Alpha Energy, respaldada por el cofundador de Microsoft, Paul Allen, para generar nuevos algoritmos informáticos que podrían ayudar a comprobar y perfeccionar los conceptos físicos que se esconden detrás de la ingeniería de fusión nuclear. 






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