Durante cuatro décadas, los científicos de la fusión nuclear han vivido bajo la sombra de una figura: el Límite de Greenwald. Algo que, en esencia, es el “techo de cristal” de los reactores tipo tokamak y eso supuestamente les impide producir más energía de la que podrían. Pero el conocido como ‘Sol Artificial’ de China ha superado este techo por completo y de forma estable (superando el modelo europeo).

El muro de Greenwald. Para entender el logro, primero hay que entender el problema. En un reactor de fusión, la potencia que se genera depende del cuadrado de la densidad., Por aquí, Cuanta más densidad haya dentro del reactor, más energía producirá.. Sin embargo, en 1989 el físico Martin Greenwald formuló una regla que se mantiene imbatible: existe una densidad máxima.

Si se excede esta densidad máxima, el plasma dentro del reactor se vuelve inestable. ¿Qué quiere decir esto? Bueno, si se pasa esta línea, el borde del plasma se enfría demasiado debido a la radiación, La corriente eléctrica se contrae y el reactor sufre una perturbación.una parada brusca que puede incluso dañar la estructura del reactor.

Bordeando el límite. De esta manera, los físicos nucleares siempre han sido muy atento a este limiteya que superarlo puede generar un gran caos en una central nuclear. Pero lógicamente lo que siempre se busca es sacar el máximo partido a todos los recursos disponibles, por eso siempre se ha estado trabajando muy cerca de ese límite, pero nunca sin superarlo.

Hasta que al final se ha conseguido superarlo y quitar esa limitación a los ‘velocímetros’ de la energía nuclear.

El estudio. los investigadores Este hecho lo han conseguido, tal y como han informado en su artículo publicado en Science Advancedonde señalan que han logrado alcanzar densidades estables de entre 1,3 y 1,65 veces el límite de Greenwald. No fue por fuerza bruta, sino por «delicadeza» experimental. Algo que han podido conseguir dentro del Sol Artificial chino.

Esto supone que el reactor ha podido trabajar al 165% de su capacidad máxima teórica sin sufrir ninguna perturbación. Es como si hubiéramos descubierto que un motor diseñado para ir a 200 km/h puede viajar a 330 km/h de forma constante y sin sobrecalentarse.

¿Cómo lo ha conseguido? La clave no ha sido sólo “poner más gas”, sino cambiar la forma en la que el Sol Artificial interactúa con sus propias paredes. A diferencia de otros reactores, el Sol Artificial chino tiene tungsteno en sus paredes, que es un metal que resiste mejor el calor y ensucia menos el plasma.

Además de esta propiedad de sus paredes, Los investigadores utilizaron ondas de microondas de alta potencia para calentar y «limpiar» el plasma. justo antes del encendido. Esto se suma a que lograron validar una nueva teoría que dice que, bajo ciertas condiciones, el plasma «se organiza» para alejarse de las paredes y permanecer estable, incluso si la densidad es extrema.

Energía real. Lo que el Sol Artificial de China ha demostrado es que el régimen «libre de densidad» es real. Esto cambia las reglas del juego para el ITER (el gran reactor internacional que se está construyendo en Francia) y para el futuro CFETR, el reactor con el que China espera empezar a verter energía de fusión en la red eléctrica antes de 2040.

Su importancia. Con este nuevo hito, fabricar reactores gigantes ya no tendrá sentido, ya que con esta nueva teoría ya no necesitamos máquinas gigantes para obtener la misma energía. Además, al operar en este nuevo régimen, el riesgo de que el plasma dañe el reactor se reduce drásticamente, ya que no estarás «jugando» con el límite.

Pero lo más relevante es que se ha visto que cuanto más denso es el plasma, más cerca estamos de la «ignición», punto donde el Sol Artificial genera más energía de la que consume. Esto puede significar que estamos más cerca de la tan esperada energía infinita.

Imágenes | Daniele La Rosa Messina OLLA

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