5 de septiembre de 2021 Equipo de investigación del MITprobado con éxitoLos imanes superconductores de alta temperatura están rompiendo el récord mundial de la fuerza de campo magnético más fuerte jamás producida.Alcanzando los 20 Tesla (medidos en fuerza de campo), estos imanes podrían ser la clave para desbloquear la fusión nuclear y proporcionar al mundo energía limpia y libre de carbono.
Fusion ha sido el santo grial de la energía limpia durante décadas, pero es un desafío difícil de superar.Actualmente, las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear (la fisión de los átomos) para producir electricidad.Aunque es efectivo, puede ser peligroso y deja residuos nucleares duraderos que son difíciles y costosos de almacenar de manera segura.Por otro lado, la fusión nuclear se basa en unir dos átomos para formar un átomo más grande.Este es el tipo de reacción que ocurre en el sol y las estrellas.La reproducción artificial en la Tierra tiene muchas menos probabilidades de causar una explosión letal que la fisión y produce muchos menos desechos radiactivos.Si un reactor de fusión comercialmente viable se hace realidad, podría convertirse rápidamente en la fuente de energía del futuro.
Aquí viene un nuevo y poderoso imán del MIT. La fusión nuclear solo ocurre a temperaturas extremadamente altas. El plasma debe alcanzar una temperatura a la que pueda derretir o destruir cualquier material que los humanos puedan pensar para construir un reactor nuclear.Una solución ya propuesta en la década de 1950 es asegurarse de que el plasma no toque nada.El fuerte campo magnético sirve para crear ‘botellas’ artificiales en las que puede ocurrir la fusión nuclear.
La forma más común de una de estas botellas magnéticas es un objeto en forma de rosquilla conocido como tokamak.Los científicos del MIT esperan desplegar un nuevo y poderoso imán en un reactor tokamak para producir una fusión positiva neta (una fusión que produce más energía de la que usa) para 2025.
El verdadero avance aquí no es la fusión en sí misma.Las reacciones de fusión artificial se han creado antes.El problema es que hasta ahora siempre requieren más energía para funcionar de la que producen (se gasta mucha energía en mantener el campo magnético para contener el plasma).Al trabajar para mejorar los imanes, el equipo del MIT espera ser el primero en producir finalmente un reactor nuclear que produzca más energía de la que utiliza.
Los intentos anteriores de reactores positivos puros han utilizado electroimanes de cobre convencionales y, más recientemente, superconductores de baja temperatura para suprimir las reacciones de fusión.Un equipo y socio comercial del MIT, una startup llamada Commonwealth Fusion Systems (CFS), ha superado a sus competidores al aplicar un nuevo material superconductor llamado superconductores de alta temperatura a los imanes.Este material se puede aplicar como una cinta similar a una cinta para crear un campo magnético mucho más fuerte en un espacio mucho más pequeño.Un superconductor de baja temperatura requiere un volumen 40 veces mayor para lograr la misma intensidad de campo eléctrico.
Martin Greenwald, director adjunto del MIT y científico investigador séniorCentro de Ciencia y Fusión de Plasma, “El nicho que estábamos llenando era usando la física de plasma existente, el diseño y la ingeniería de tokamak existentes, pero introduciendo esta nueva tecnología de imanes.Así que no pedimos innovación en seis áreas diferentes.Innovaremos en un imán y luego aplicaremos la base de conocimientos que hemos aprendido en las últimas décadas”.
Con la prueba exitosa de los imanes la semana pasada, la estrategia parece estar dando sus frutos.El año pasado, una serie de artículos científicos utilizaron simulaciones para predecir que los reactores de fusión deberían poder producir energía de fusión positiva neta si los imanes funcionan correctamente.Ahora que las pruebas del imán han tenido éxito, todo lo que queda es construir el sistema completo (conocido como SPARC). Este trabajo tomará alrededor de 3 años.
Si tienen éxito, pueden cambiar el mundo.“En muchos sentidos, la fusión es la última fuente de energía limpia…”, dijo Maria Zuber, vicepresidenta de investigación del MIT. La cantidad de energía disponible realmente cambia el juego”.Su objetivo final es frenar el cambio climático y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mediante la descarbonización de la red eléctrica.Si tienen éxito, valdrá la pena.“Ninguno de nosotros está tratando de ganar trofeos en este momento”.“Estamos tratando de mantener el planeta en un estado habitable”, dijo Zuber.Su campo magnético récord de 20 Tesla podría ser la clave para desentrañar la fusión y cambiar el rumbo de la lucha contra el cambio climático.
LEER MÁS: David Chandler”El proyecto diseñado por el MIT es un gran paso adelante hacia la energía de fusión.“Noticias del MIT.
Imagen destacada: Representación del SPARC, un tokamak compacto de alto campo que actualmente está diseñando el Instituto de Tecnología de Massachusetts y el equipo de Commonwealth Fusion Systems.Su misión es crear y confinar un plasma que produzca energía de fusión neta.Crédito: T. Henderson, CFS/MIT-PSFC, 2020