Logran energía de fusión viable con imanes superconductores de alta temperatura

El MIT afirma que una nueva investigación “confirma” que el diseño basado en imanes utilizado no sólo es impresionante en el laboratorio, sino que es práctico y económicamente viable también.

Estos hallazgos provienen de un informe completo que presenta seis estudios separados que evalúan la viabilidad de los imanes superconductores utilizados por los científicos del MIT en su prueba histórica realizada en septiembre de 2021.

“De la noche a la mañana, básicamente cambió el costo por vatio de un reactor de fusión en un factor de casi 40 en un día“, dijo en un comunicado Dennis Whyte, ex director del Centro de Fusión y Ciencia del Plasma del MIT y profesor de ingeniería.

“Ahora la fusión tiene una oportunidad”.

La fusión es el proceso que alimenta las estrellas, incluido nuestro Sol.

Los átomos pequeños y abundantes, como el hidrógeno, se combinan y generan calor que puede aprovecharse para generar electricidad.

A diferencia de la fisión nuclear, el proceso produce poca radiación, lo que lo hace más seguro, y sólo necesita átomos de hidrógeno como combustible en lugar de elementos raros y peligrosos como el uranio y el plutonio.

En las estrellas, la inmensa gravedad aplasta naturalmente los átomos de hidrógeno en sus núcleos, que es la forma en que permanecen encendidos durante millones, si no miles de millones de años.

Sin embargo, como humanos insignificantes, para comprimir átomos necesitamos someterlos a temperaturas y presiones extremadamente altas.

Una estrategia es utilizar una máquina llamada tokamak, una cámara en forma de rosquilla revestida con enormes imanes superconductores, para bloquear el hidrógeno en su lugar.

Muchos diseños de reactores de fusión utilizan tokamaks, y Whyte cree que los hallazgos muestran que los dispositivos “tienen la oportunidad… de reducir en gran medida el tamaño y el costo de los objetos que harían posible la fusión”.

En su avance, los investigadores del MIT utilizaron un material experimental llamado REBCO que permitió que los imanes fueran superconductores a 20 Kelvin, una temperatura ligeramente más cálida pero mucho más práctica de lo que era posible anteriormente.

Pero eso no fue todo. Los investigadores asumieron un riesgo audaz al eliminar el aislamiento (una medida estándar para evitar cortocircuitos) alrededor de las bobinas de cinta superconductora del imán.

Esto simplificó enormemente el diseño y tenía “la ventaja de ser un sistema de bajo voltaje“, explicó Zach Hartwig, profesor asociado del departamento de ciencia e ingeniería nuclear del MIT.

“Fue una gran sorpresa para la comunidad cuando anunciamos que se trataba de una bobina sin aislamiento“, añadió.

En su ya histórica prueba a gran escala, dijo Hartwig, los investigadores construyeron un imán de 20.000 libras capaz de mantener un campo magnético de más de 20 teslas, lo que podría ser suficiente para soportar reacciones de fusión que logren una producción neta de energía.

Además de eso, varias pruebas demostraron que el diseño era muy robusto y estable, capaz de soportar el calor extremo causado por un corte de energía.

“Básicamente, hicimos lo peor posible con una bobina, a propósito, después de haber probado todos los demás aspectos del rendimiento de la bobina.

Y descubrimos que la mayor parte de la bobina sobrevivió sin daños“, dijo Whyte.

Fuente: MIT News