Ingeniería

Ponen a prueba con éxito el prototipo mejorado de un reactor de fusión nuclear

(NC&T) Comenzado en el año 1998, el reactor LDX usa una configuración única donde su electroimán principal es suspendido, o mantenido levitando, por otro electroimán desde arriba. El sistema se empezó a probar en el 2004 en un "modo sostenido" de funcionamiento, donde el electroimán se mantuvo en su lugar por medio de una estructura de apoyo, que causaba pérdidas significativas al plasma (un gas caliente y eléctricamente cargado) donde tiene lugar la fusión.

El LDX logró por primera vez operar con su sistema de levitación plenamente activo en el pasado mes de noviembre. Una segunda ronda de pruebas se realizó del 21 al 22 de marzo del actual año, obteniéndose una mejor capacidad de medición, e incluyó experimentos que clarificaron los resultados anteriores. Estos experimentos y el estudio de sus datos demuestran una mejora sustancial en el confinamiento del plasma, un progreso significativo hacia la meta de producir una reacción de fusión nuclear.

La fusión nuclear, el proceso que proporciona su energía al Sol, se produce cuando dos átomos se fusionan, creando un elemento diferente (típicamente el helio) y liberando energía. Estas reacciones sólo pueden generarse a temperaturas y presiones sumamente altas. Como el material está demasiado caliente para ser contenido por cualquier otro, los reactores de fusión operan manteniendo en su lugar los gases cargados eléctricamente (el denominado plasma) por medio de fuertes campos magnéticos que les impiden tocar las paredes del dispositivo.

El reactor LDX reproduce las condiciones necesarias para la fusión imitando el tipo de campo magnético que rodea a la Tierra y a Júpiter. El proyecto conjunto del MIT y de la Universidad de Columbia consta, entre otros elementos, de un electroimán superconductor, a muy baja temperatura, aproximadamente del tamaño y la forma de un gran neumático para camiones. Cuando el reactor está en funcionamiento, este electroimán de media tonelada se hace levitar dentro de una gran cámara al vacío utilizando otro gran electroimán ubicado sobre la cámara.

Reactor de fusión nuclear
Vista del reactor LDX. (Foto: Donna Coveney)
Mantener el electroimán levitando a la altura correcta requiere de un sistema de realimentación que monitoriza constantemente su posición, utilizando ocho haces láser, y hace en consecuencia los ajustes pertinentes en el sistema de energía del electroimán.

La ventaja del sistema de levitación es que no requiere de ninguna estructura interior de apoyo que interferiría con las líneas del campo magnético que rodean al electroimán en forma de rosquilla. Eso permite que el plasma dentro del reactor fluya a lo largo de las líneas del campo magnético sin tropezar con ningún obstáculo que lo interrumpiría, y por tanto detendría el proceso de fusión.

Además de proporcionar datos que podrían llevar algún día a un reactor de fusión práctico, el dispositivo experimental podría proporcionar importantes conocimientos sobre cómo actúan los campos magnéticos planetarios, una cuestión que aún resulta desconocida en muchos puntos. Así que el experimento es de gran interés tanto para los físicos planetarios como para quienes trabajan en el desarrollo de reactores de fusión nuclear.




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