NeoFronteras

¿Nuevo diseño de reactor de fusión?

Área: Tecnología — Domingo, 19 de Octubre de 2014

La compañía Lockheed Martin dice que podrá tener un reactor de fusión comercial de 100 Mw de potencia en 10 años.

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La compañía Lockheed Martin ha declarado recientemente que va a desarrollar un nuevo tipo de reactor de fusión nuclear por confinamiento magnético mucho más pequeño, compacto y eficiente que los tokamaks.
La idea es la de siempre: mantener un plasma hidrógeno muy caliente en donde se den reacciones fusión nuclear. Como la temperatura necesaria para esto es enorme (100 millones de grados), no se puede construir un contenedor para el plasma hecho de material normal y, en su lugar, se usa una “botella” magnética.
Para crear esta botella normalmente se usan campos magnéticos de forma toroidal, es decir, en forma de rosquilla. Es lo que se llama una configuración de tipo tokamak. Lo malo es que el plasma es inestable en el seno de este tipo de sistema y, al cabo de poco tiempo, toca la pared de la vasija, se contamina, se enfría y se detienen las reacciones de fusión en su seno (si las hay). Para prolongar este tiempo se hacen tokamaks cada vez más grandes. El tokamak del ITER por ejemplo pesará 23.000 toneladas y volumen de plasma será de 840 metros cúbicos. ITER es una prueba de concepto de fusión nuclear no comercial (no generará energía neta) en la que participan muchos países debido a su elevado coste (20.000 millones de dólares en principio).
Pero Lockheed Martin dice poder conseguir algo mejor con menos dinero, de una forma más limpia y antes gracias a un nuevo diseño de botella magnética. Además, según la compañía, sería mucho más compacto, una décima parte que el ITER. Dicen que en 5 años pueden conseguir el primer diseño en funcionamiento que mantendría el plasma confinado una decena de segundos. En otros 5 años dice que se podría construir un prototipo comercial que rindiera 100 MW de potencia. Un reactor de este tipo que quepa en un camión podría abastecer de corriente eléctrica a una ciudad de 100.000 habitantes a un precio inferior al del carbón.

Incluso alguno de sus promotores sueñan con poner un reactor de fusión de este tipo en los aviones de un futuro cuando los combustibles fósiles se agoten, lo cual suena un tanto insensato o, simplemente, es la forma para que una compañía que normalmente construye aviones militares se meta en este tipo cosas.
La configuración de este reactor consiste en un sistema magnético diferente al del tokamak que no pasan por el centro del sistema (por el “agujero” de la “rosquilla”). La inexistencia de este hueco material permite reducir los problemas de calentamiento del sistema y de contaminación del plasma a la vez que simplifica la arquitectura.
No se saben muchos detalles. Lockheed Martin afirma haber reunido los mejor de varias tecnologías en esto, pero lo mostrado se parece a la configuración de geometría cusp o “picket fence” a la que se le añaden espejos magnéticos en los extremos, al menos según un patente al respecto. En un sistema picket fence el plasma es confinado a lo largo de un eje que va por el centro de un sistema de anillos y los electroimanes producen un campo que se ensancha en la parte central. La idea es que si una partícula cargada del plasma del eje se mueve hacia afuera siente una fuerza ejercida por el campo que la empuja hacia adentro. Se supone que esto hace que el plasma sea más estable. Este diseño se inventó en los años cincuenta del pasado siglo. Los intentos de realizarlo se abandonaron debido a las pérdidas de plasma de los prototipos de electroimanes normales de aquel entonces. Se supone que el uso electroimanes superconductores mejoría este sistema al proporcionar campos magnéticos más intensos. Además, al añadir espejos magnéticos en los extremos se minimizarían las fugas a lo largo del eje. El diseño de los espejos magnéticos es también antiguo y el que escribe recuerda haberlo visto en un Scientific American hace más de 20 años.
Quizás sea demasiado bueno para ser verdad. La realidad es que Lockheed Martin ha proporcionado poca información técnica al respecto y los expertos del campo no pueden evaluar la propuesta de manera justa. No hay artículo publicado en revista internacional ni nada por el estilo, de momento, sólo una promesa al respecto.
La comunidad científica internacional se muestra escéptica sobre el éxito de la propuesta.

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