El 9 de febrero de 2022 el mayor reactor de fusión nuclear europeo en operación nos dio una gran sorpresa. Ese día los científicos que llevan a cabo experimentos con él anunciaron oficialmente que habían logrado generar 59 megajulios de energía de fusión durante un periodo de 5 segundos. Este hito permitió a JET (Joint European Torus), que está alojado en Oxford (Inglaterra), apuntarse un tanto muy importante, pero no debemos olvidar que su cometido esencial es allanar el camino a ITER. Esto es lo que realmente lo hace valioso.
No obstante, hay otro reactor de fusión nuclear experimental mediante confinamiento magnético aún más ambicioso que JET. Y los experimentos que permitirá abordar durante los próximos meses serán cruciales para llevar ITER a buen término. Esta prometedora máquina se llama JT-60SA y está en Naka, una pequeña ciudad no muy alejada de Tokio (Japón). A principios del pasado mes de febrero os hablamos de él debido a que las pruebas con plasma empezarán a finales de este año, pero merece la pena que indaguemos en las razones por las que esta máquina es tan importante.
El reactor JT-60SA ayudará a optimizar las plantas de fusión comerciales
La construcción de este reactor experimental de fusión nuclear comenzó en enero de 2013. Pero no lo hizo desde cero; lo hizo tomando como punto de partida el reactor JT-60, su precursor, una máquina que entró en operación en 1985 y que durante más de tres décadas ha alcanzado hitos muy importantes en el ámbito de la energía de fusión. El ensamblaje del JT-60SA finalizó a principios de 2020, y la intención de los científicos japoneses y europeos involucrados en su puesta a punto era iniciar las pruebas con plasma lo antes posible. Finalmente llegarán a finales de 2023, y lo harán para entregar un conocimiento que resultará muy valioso en la puesta a punto de ITER y DEMO.
El reactor JT-60SA será capaz de sostener un plasma de núcleos de deuterio durante 100 s utilizando una corriente de 5,5 MA
El plan de investigación diseñado por los científicos que operan el reactor JT-60SA define cinco fases de experimentación claramente diferenciadas. El propósito de la primera de ellas es demostrar que los imanes superconductores que tienen la responsabilidad de confinar el plasma a altísima temperatura se comportan de forma estable cuando se les suministra una corriente muy alta. Durante esta fase los investigadores también llevarán a cabo otras comprobaciones fundamentales, entre las que podemos destacar la monitorización de la forma del plasma y el análisis de las impurezas que se acumulan en el núcleo del reactor.
Muy a grandes rasgos la siguiente fase persigue estudiar el comportamiento del plasma, por lo que será muy importante para determinar si las estrategias de estabilización que serán implementadas en ITER son las adecuadas. Cuando esté completamente operativo el reactor JT-60SA será capaz de sostener un plasma de núcleos de deuterio durante un periodo de 100 s utilizando una corriente máxima de 5,5 MA. ITER será mayor que JT-60SA, lo que en teoría le permitirá reducir la pérdida de energía en el núcleo del reactor y contribuirá a la estabilización del plasma.
La tercera fase de experimentación del reactor de fusión de Naka intentará recrear unas condiciones de trabajo lo más similares posible a las de ITER con el propósito de prever con precisión cómo se comportará el plasma en el reactor experimental de Cadarache (Francia). Esta fase es similar a la anterior, pero ahora los investigadores supervisarán parámetros muy concretos que condicionan el comportamiento del plasma, como, por ejemplo, su rotación intrínseca o los efectos que tiene la energía de las partículas sobre la estabilización y el confinamiento del plasma.
La cuarta fase de experimentación del reactor JT-60SA pretende, a grandes rasgos, encontrar los parámetros de operación idóneos para optimizar el comportamiento del plasma en tiempo real, minimizar la pérdida de energía y resolver el transporte de las impurezas con garantías. Por último, la quinta fase persigue mitigar los posibles riesgos derivados de la operación de ITER. Si todo va como prevé EUROfusion las pruebas de baja potencia con hidrógeno y helio en este último reactor experimental comenzarán en 2028, y las de alta potencia en 2032. El reactor JT-60SA será un aliado muy valioso sin el que ITER con toda seguridad lo tendría mucho más difícil.
Imagen de portada: Fusion for Energy (F4E)
Más información: JT-60SA
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