El “sol artificial” de China que ya es una realidad y que podría solucionar la crisis de desabastecimiento

China es una de las mayores potencias del mundo. En lo alto de la carrera armamentística, junto a Estados Unidos y Rusia, el Ejecutivo de Xi Jinping ha destinado una gran cantidad de dinero para mejorar su inventario bélico, tal como misiles hipersónicos, satélites o una gran cantidad de avances para “dominar el mundo en 2022″, como determinan en el gigante asiático.

Los funcionarios de China son capaces de construir hospitales en tiempo récord (véase lo logrado a principios de pandemia de coronavirus), así como colegios e incluso rascacielos. Pese a sus desorbitadas declaraciones, lo cierto es que en algunos aspectos han demostrado que no se equivocaban, aunque todavía tienen que demostrar. En algunas ocasiones, como en los Juegos Olímpicos de Pekín en 2008, llegaron a asegurar que podrían controlar el clima, disipando las nubes o concentrándolas para que llueva. En los últimos días, China ha hecho realidad otra de sus “exageraciones”, logrando hacer funcionar su “sol artificial”.

El 30 de diciembre, este reactor nuclear sujeto al suelo logró un nuevo récord mundial de longitud de pulso para plasma de alta temperatura en una instalación de esta clase. Ubicado en el Instituto de Física del Plasma de la Academia China de Ciencias (ASIPP), no se trata de una bola de fuego cualquiera. De una estatura de once metros de altura y ocho de diámetro, y con un peso de más de 400 toneladas, China busca así recrear la fusión nuclear que se produce en las estrellas y convertir su “sol artificial” en una fuente inagotable de energía limpia.

Llamado EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), este sol artificial, esto se refiere a un reactor de fusión sujeto al suelo ha multiplicado por cinco la temperatura del Sol durante más de 17 minutos (un total de 1.056 segundos) y llegando a alcanzar los 70 millones de grados. El objetivo principal de este proyecto es producir una energía limpia casi ilimitada, según la agencia de noticias Xinhua.

Una inversión cercana a los 1.000 millones de dólares y que se seguirá experimentando hasta junio. Pese a que es una energía mucho más peligrosa que una fuente renovable, para muchos es la mejor energía que se puede utilizar hoy en día. China afirma que tiene un riesgo mucho menor de desastre ambiental, aunque de fallar el sistema, las consecuencias podrían ser catastróficas. “Logramos una temperatura del plasma de 120 millones de grados Celsius durante 101 segundos en un experimento en la primera mitad de 2021. Esta vez, la operación del plasma en estado estable se mantuvo durante 1.056 segundos a una temperatura cercana a los 70 millones de grados Celsius, lo que deja una sólida base científica y experimental para el funcionamiento de un reactor de fusión”, dijo Gong Xianzu, científico de ASIPP, citado por Xinhua.

En la actualidad, las centrales nucleares se basan en la energía de fisión, lo contrario a la fusión sobre la cual se sustenta el “sol artificial”. Durante los últimos quince años de operación, EAST, que es el primer tokamak completamente superconductor con una sección transversal no circular, ha logrado una operación de plasma con un megamperio o 160 millones de grados. Los procesos de fusión intentan cohesionar los átomos de los elementos ligeros, para obtener así átomos de mayor peso. En consecuencia, no requiere para su desarrollo de combustibles de acceso limitado y no renovables, como por ejemplo el uranio. Hitos que sientan una base científica y experimental sólida hacia la búsqueda de la energía de fusión. “ASIPP tiene un equipo perfecto. ¡Nos enfrentaremos a las dificultades sin importar lo difícil que sea!”, dijo en un comunicado el profesor Yuntao SONG, director general de ASIPP.

 

Corea del Sur emula a China con otro “sol artificial” que bate sus propios récords​

KSTAR, el dispositivo de investigación de fusión nuclear de Corea del Sur continúa batiendo sus propios récords y dando pasos para hacer realidad un nuevo tipo de generación eléctrica que ayude a solventar los desafíos medioambientales y energéticos del mundo.

El hito logrado a final del año pasado resulta difícil de comprender para alguien que no esté familiarizado con la fusión nuclear: el enorme aparato mantuvo activo un flujo de plasma con los iones a una temperatura de 100 millones de grados centígrados durante 30 segundos.

Pero se entiende mejor si se explica que esta temperatura es la que se requiere para replicar en la tierra lo que sucede dentro de las estrellas.

Ese tipo de condiciones extremas es básicamente lo que KSTAR, que puede definirse como un "sol artificial", trata de ir recreando de cara a que en el futuro el programa multinacional ITER pueda ejecutar el mismo proceso por el cual el sol produce y libera ingentes cantidades de energía.

Además de por Corea del Sur, ITER, que será un “sol artificial” más complejo y 27 veces más grande que KSTAR cuando se termine su construcción en el sur de Francia, está integrado por la Unión Europea, China, Estados Unidos, Rusia, India, Japón, Suiza y Reino Unido y comenzará operaciones en 2025.

El camino hacia la fusión​

"La energía de fusión es más que un sueño", explicó Yoo Suk-jae, presidente del Instituto de Energía de Fusión de Corea (KFE), responsable de KSTAR, en un encuentro con periodistas extranjeros celebrado esta semana en su sede de Daejeon, a 130 kilómetros al sur de Seúl.

"El momento crucial puede llegar en 2035, cuando ITER podría comenzar a generar fusión de manera autosuficiente", añadió Yoo, al repasar el calendario que maneja el sector y que contempla, de tener éxito ITER, la posibilidad de que un reactor de fusión pueda generar electricidad para 2050.

Lo que buscan KSTAR, y por extensión ITER, es que ese posible futuro reactor pueda, mediante un sistema de confinamiento magnético, mantener en estado de plasma dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y el tritio, para que sus núcleos puedan fusionarse.

Si esta tecnología se hace realidad, un gramo de deuterio y tritio será capaz de generar el equivalente de lo que produce una decena de toneladas de carbón.

Clave para el “mix” energético​

Yoon Si-woo, vicedirector general del Centro de Investigación KSTAR, cree que la fusión "puede ser un elemento importante en el 'mix' energético del futuro".

La fusión no emite gases a la atmósfera, los residuos radiactivos que genera son ínfimos en comparación con las plantas de fisión nuclear actuales y, como señala Yoon, "el combustible (deuterio y tritio) abunda en el agua marina".

Pero para hacer realidad este tipo de energía es fundamental, además de la creación de un circuito de combustible autosuficiente que regenere y recicle el tritio, la estabilización del plasma en la que trabaja KSTAR.

La máquina está alojada en el edificio central del complejo en Daejeon y su cuerpo principal, que aloja los imanes superconductores y la cámara de vacío anular de plasma, mide casi 9 metros de alto y casi 9 de ancho.

Yoon va detallando sus diversos componentes y subraya desafíos como el hecho de que dentro del aparato tengan que funcionar al mismo tiempo los imanes, que tienen que estar "muy muy fríos" para que haya superconductividad, y la cámara de plasma, que debe estar "muy muy caliente".

"Separados por solo tres o cuatro metros hay una parte que tiene que estar a unos 4 grados kelvin (unos 270 grados centígrados bajo cero) y otra que tiene que superar el millón de grados centígrados", desgrana.

Récords complementarios​

Preguntado por los récords que el reactor experimental EAST de China también batió en 2021, entre ellos operar con los electrones (no los iones) del plasma a 120 millones de grados centígrados durante 101 segundos, Yoon apunta que estos logros son en realidad complementarios para ITER.

"Lo de los récords mundiales es algo bueno. Nos motivamos los unos a los otros", explica, señalando que hay una reunión anual entre los dos países vecinos para colaborar en materia de fusión por confinamiento magnético.

Para este año, apunta, el objetivo de KSTAR es, con una densidad de plasma aún mayor, mantener los iones a 100 millones de grados durante 50 segundos con la vista puesta en aumentar ese lapso a 300 segundos para 2026.

Entre los retos para lograr estas metas está el estabilizar aún mejor el flujo de plasma, incrementar la temperatura y la presión del mismo y mejorar la difusión del tremendo calor que emite la máquina mediante una nueva canalización de tungsteno que se va a instalar pronto.

"Cuando comencé a conocer por primera vez la fusión nuclear mi profesor universitario me dijo: 'Va a llevar 30 años desarrollar la fusión'. Y aquí estoy yo ahora, diciendo lo mismo: aún quedarían unas tres décadas", afirma Yoon riendo.

“Pero una cosa ha cambiado. ITER está creciendo rápido. Es un hito importante, y debido al cambio climático va a haber mucho más interés en este campo. Así que permanezcan atentos”, sentencia. EFE