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SCI-INNOVACIÓN

Científicos podrían multiplicar el poder de los reactores nucleares

Los reactores de fusión se han convertido en la esperanza de los físicos nucleares, ya que esperan que en un futuro puedan cubrir la demanda energética. Desde un principio ya se sabía que esta clase de ‘estrellas dentro de una caja’ eran capaces de brindar grandes cantidades de energía, sin embargo, los científicos acaban de descubrir que es posible multiplicar el poder de los reactores nucleares y esto trae grandes implicaciones.

Una nueva investigación publicada del Swiss Plasma Center en École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EFPL), ha logrado reajustar la regla de densidad máxima de combustible de hidrógeno obtenido mediante la fusión nuclear, conocido como ‘límite Greenwald’ que se obtuvo durante experimentos de hace más de tres décadas.

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Los físicos publicaron un artículo detallado en Physical Review Letters en donde explican que los reactores de fusión pueden funcionar con densidades de plasma de hidrógeno mucho más altas de las que se creían. Esto traerá implicaciones en el funcionamiento del enorme ITER, un tokamak, como se le llama a este tipo de reactores de fusión nuclear. El ITER es hasta ahora el proyecto de tokamak más grande del mundo, de hecho, ya está siendo construido al sur de Francia.

El físico nuclear Pablo Ricci que es el uno de los líderes de la investigación, explicó que su equipo combinó el trabajo teórico con los resultados de un año de experimentos en tres tokamaks diferentes en toda Europa: EPFL Tokamak à Configuration Variable (TCV), el Toro Común Europeo (JET) en Culham en el Reino Unido y el Experimento del Desviador Axialmente Simétrico (ASDEX).

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*Estructura de un reactor de fusión nuclear.

Los ‘soles artificiales’

Los reactores nucleares de fusión no deben ser confundidos con los de fisión, estos últimos fueron los responsables de los accidentes nucleares de Chernobyl o Fukushima. Los reactores de fusión (tokamaks) son distintos pues se basan en la energía producida en las estrellas como nuestro Sol y generan menos desechos radiactivos que los reactores de fisión.

Por esta razón es que los físicos han trabajado arduamente durante más de cinco décadas, para desarrollar la tecnología capaz de emular la energía de las estrellas. Sabemos que el Sol y las estrellas generan cantidades exhorbitantes de energía, que de poderse producir en tierra, responderían a la demanda energética tan alta del mundo. En ese sentido, los físicos nucleares están apostando por la fusión nuclear que se genera a través de la unión de los núcleos atómicos (a diferencia de la fisión que se encarga de romperlos).

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*Interior de un reactor de fusión nuclear.

Sin embargo, los reactores nucleares de fusión se enfrentan a sus propios desafíos, pues se requiere de una temperatura muy alta. El centro de este tipo de tokamaks arden a más de 100 millones de ºC, casi diez veces la temperatura del Sol que se encuentra a 15 millones de ºC, es por esto que se les ha denominado como ‘estrellas dentro de una caja’.

Cabe aclarar que el ITER de Francia no está diseñado para generar energía, sin embargo, ha servido de modelo para una nueva generación de reactores de fusión llamados DEMO, que podrían estar funcionando en 2051. Además muchas otras naciones como China y Corea del Sur han encendido sus propios ‘soles artificiales’.

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Referencias: M. Giacomin, A. Pau, P. Ricci, O. Sauter, T. (2022). First-Principles Density Limit Scaling in Tokamaks Based on Edge Turbulent Transport and Implications for ITER. Phys. Rev. Lett. 128. DOI

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