El reactor de fusión nuclear de tipo ‘stellarator’ más avanzado del planeta está listo. Este es ahora su propósito
El reactor experimental de fusión nuclear Wendelstein 7-X es un prodigio. El camino hacia la energía de fusión mediante confinamiento magnético no lo están recorriendo únicamente los reactores tokamak. ITER es el experimento de este tipo más ambicioso, pero en Europa tenemos un reactor de fusión de tipo stellarator extraordinariamente prometedor: el Wendelstein 7-X. Está instalado en uno de los edificios que tiene el Instituto Max Planck para la Física del Plasma en Greifswald (Alemania), y su construcción concluyó en 2015.
Su propósito es contribuir al desarrollo de las tecnologías involucradas en la puesta a punto de los reactores de fusión nuclear mediante confinamiento magnético, pero su fórmula es diferente a la que proponen ITER y JET. La diferencia más evidente que existe entre los reactores tokamak y los stellarator reside en su geometría. Los primeros tienen forman de toroide (o dónut), y los segundos tienen una geometría más compleja que los asemeja a una rosquilla retorcida sobre sí misma.
No obstante, la diferencia fundamental que existe entre estos dos diseños consiste en que los reactores tokamak requieren que los campos magnéticos que confinan el plasma sean generados por bobinas e inducidos por el propio plasma, mientras que en los reactores stellarator todo se hace con bobinas. No hay corriente dentro del plasma. Esto significa, en definitiva, que estos últimos son más complejos y difíciles de construir. Afortunadamente, el experimento Wendelstein 7-X avanza con paso firme.
Comienza una campaña de experimentos con un Wendelstein 7-X renovado
Las primeras pruebas llevadas a cabo en este reactor de fusión entre 2015 y 2018 salieron como estaba previsto, por lo que en noviembre de este último año llegó un momento importante en su itinerario: era necesario modificarlo para instalar un sistema de refrigeración por agua que fuese capaz de evacuar con más eficacia la energía térmica residual de las paredes de la cámara de vacío, así como un sistema que permitiese al plasma alcanzar una temperatura más alta. Los trabajos que requerían estas modificaciones concluyeron con éxito en agosto de 2022.
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Cuando los científicos introducen modificaciones tan importantes en un experimento tan complejo se ven obligados a revisarlo todo obsesivamente antes de poner en marcha de nuevo la máquina para cerciorarse de que todo irá correctamente. Afortunadamente todo salió bien y en febrero de 2023 el reactor Wendelstein 7-X alcanzó un hito importante: logró confinar y estabilizar el plasma durante 8 minutos ininterrumpidos en los que el reactor entregó una energía total de 1,3 gigajulios. Pero no es suficiente. Ahora tocaba someter esta máquina a una nueva fase de mantenimiento y renovación con el propósito de ir aún más allá.
El nuevo sistema de calentamiento es capaz de generar más de 1 megavatio de potencia en el plasma gracias a la aplicación de microondas
Un año después el reactor vuelve a estar preparado para llevar a cabo nuevos experimentos, y ahora cuenta con mejoras significativas. Los técnicos que han trabajado en él durante los últimos meses han optimizado los sistemas de control y de adquisición de datos, han mejorado el sistema de calentamiento del plasma y han implementado cerca de 50 tests de diagnóstico adicionales.
De todas estas mejoras la más relevante es el sistema de calentamiento debido a que ahora es capaz de generar más de 1 megavatio de potencia en el plasma gracias a la aplicación de microondas. Esta tecnología se conoce como sistema de calentamiento por resonancia ciclotrónica electrónica (ECRH o Electron Cyclotron Resonance Heating en inglés).
Sea como sea lo más interesante es conocer qué experimentos han planeado los científicos que operan el reactor Wendelstein 7-X para la nueva campaña que acaba de comenzar (arrancó el pasado 10 de septiembre). Su propósito principal es incrementar gradualmente la temperatura del plasma. "Nos estamos acercando poco a poco a mayores potencias de calentamiento", asegura el profesor Thomas Klinger, que es el director del Instituto Max Planck de Física del Plasma.
"Por un lado queremos probar minuciosamente los límites de carga térmica en las paredes de carbono del W7-X. Y, por otro lado, también queremos entender mejor lo procesos de transporte controlados por turbulencias que se producen en el plasma, así como los mecanismos de agotamiento del calor", explica Klinger. Suena apasionante. Ojalá alcancen sus objetivos. La siguiente fase de mantenimiento y renovación se extenderá entre junio de 2025 y agosto de 2026, de manera que la siguiente campaña de experimentos arrancará en agosto de 2026 y se extenderá casi de forma ininterrumpida hasta mayo de 2027.
Imagen | MPI for Plasma Physics, Jan Hosan
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