Imitar a las estrellas, lograr la fusión nuclear, es un sueño posible desde que el científico soviético Andrei Sakharov diseñó una botella magnética en la década de los años 1950, el tokamak, que permitía confinar un plasma.

Hoy rozamos el sueño de una energía limpia y barata con la punta de los dedos. Sin embargo, los desafíos pendientes requieren llevar al límite la tecnología que hasta ahora ha sido capaz de desarrollar la humanidad.

Confinar partículas centenares de segundos

Producir reacciones de fusión es relativamente sencillo, puede realizarse en cualquier laboratorio que disponga de un pequeño acelerador. La dificultad estriba en producir un número suficiente de reacciones, de forma continua (o al menos durante largos periodos de tiempo) de tal forma que la energía producida sea mayor que la invertida en el proceso.

ITER (International Termonuclear Experimental Reactor) permitirá, si todo va bien, demostrar que son posibles las reacciones de fusión de forma continua durante centenares de segundos, con una ganancia neta de energía.

En Europa, casi todos los esfuerzo de la comunidad científica se han centrado en desarrollar la llamada fusión por confinamiento magnético. Es la idea básica de la “botella” magnética, el tokamak que diseñó Sakharov.

En esta “botella”, los átomos que tienen que fusionarse se mantienen “confinados” en un volumen reducido y a alta temperatura (más de 150 millones de grados) mediante la utilización de campos magnéticos.

En general, los avances que se han ido dando para conseguir la fusión como fuente de energía se han basado en la construcción de contenedores cada vez más grandes, en los que se ha podido estudiar el comportamiento de las partículas confinadas.

En España disponemos de un dispositivo de confinamiento magnético construido en los años 90 en el CIEMAT y que durante muchos años ha sido el más grande de Europa entre los de su categoría.

Pero el dispositivo más grande ahora mismo en Europa es el JET(Joint European Torus), ubicado en Culham (Reino Unido). Aunque los objetivos de JET se han centrado más en entender el comportamiento de las partículas a esas temperaturas y no tanto en maximizar la producción de energía, JET tiene hoy en día el récord de producción de energía. JET ha llegado a generar hasta el 65 % de la energía invertida.

Un paso después de ITER: DEMO en acción

ITER no producirá energía eléctrica. Su objetivo es demostrar que conocemos y somos capaces de controlar el comportamiento de las partículas confinadas. Es el paso intermedio, experimental, clave entre las máquinas de investigación de fusión actuales y las centrales de fusión del futuro.

También servirá para desarrollar todo el conjunto de tecnologías complementarias necesarias para la gestión de una futura planta de producción de energía eléctrica basada en las reacciones de fusión. Por ejemplo, la manipulación remota de componentes no accesibles, los sistemas de calentamiento que son necesarios para “iniciar” las reacciones de fusión, los sensores y sistemas de diagnosis para controlar el dispositivo, etc.

Después de ITER, está previsto construir un dispositivo más, un reactor de demostración (DEMO), capaz de producir electricidad de forma casi continua.

En DEMO podrá probarse el ciclo completo de la producción de energía a partir de las reacciones de fusión en su integridad. Actualmente ya se está trabajando en el diseño y se espera el inicio de su construcción en la década de los años 1940.

¿Con qué material construimos DEMO?

Sin embargo, el salto tecnológico entre ITER y DEMO es demasiado grande en algunos aspectos y para poder construir DEMO es necesario desarrollar algunas tecnologías que no pueden validarse en ITER y que a día de hoy ni siquiera existen.

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