Publicado: abril 24, 2025, 4:23 am
El adjetivo «titánico» encaja como un guante si nuestra intención es describir el reactor de fusión nuclear experimental ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), la máquina que un consorcio internacional liderado por Europa está construyendo en la localidad francesa de Cadarache. Este ingenio es titánico por sus dimensiones. También por la envergadura de los desafíos que plantea. Incluso por su ambición.
En el interior de su descomunal cámara de vacío de acero inoxidable de 29 x 29 metros, con un peso de 3.850 toneladas y un volumen de 16.000 m³ un campo magnético extremadamente potente confina un gas que se encuentra a una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius. Es preciso que este plasma alcance esta temperatura debido a que en estas condiciones los núcleos de deuterio y tritio que contiene adquieren la energía cinética que necesitan para vencer su repulsión eléctrica natural.
Casi sin darnos cuenta hemos reparado en uno de los grandes desafíos que conlleva la fusión nuclear: es necesario que el plasma alcance esa temperatura tan extrema debido a que en la Tierra no contamos con el intenso campo gravitacional que ayuda a las estrellas a mantener encendido «el horno nuclear». Y menos presión implica más temperatura si nuestro propósito es recrear las condiciones necesarias para que las reacciones de fusión entre los núcleos de deuterio y tritio tenga lugar.
Para monitorizar la temperatura ha hecho falta desarrollar mucha tecnología
Los componentes más expuestos no solo a la temperatura extrema del plasma, sino también a la acción de los neutrones de alta energía que no es posible confinar en el interior del campo magnético son los escudos de tungsteno que recubren el manto interior de la cámara de vacío y el divertor. Estos componentes deben soportar el bombardeo de los neutrones de alta energía del plasma, transformando su energía cinética en calor. De liberar esta energía térmica y refrigerar el divertor se encarga el agua que circula por su interior.
El divertor se encarga de purificar el plasma, permitiendo la extracción de las cenizas y las impurezas resultantes de la reacción de fusión nuclear
Se ha elegido el tungsteno para poner a punto los escudos expuestos al plasma porque este es el metal que tiene el punto de fusión más alto: nada menos que 3.422 grados Celsius. Además, el divertor se encarga de purificar el plasma, permitiendo la extracción de las cenizas y las impurezas resultantes de la reacción de fusión nuclear y la interacción del plasma con la capa más expuesta del manto. En cualquier caso durante la operación del reactor es necesario monitorizar la temperatura que alcanzan los componentes más expuestos a la acción del plasma.
Si los escudos de tungsteno, el divertor o cualquier otro componente de la cámara de vacío supera su umbral máximo de temperatura podría resultar dañado irremediablemente. Y cambiar una de estas piezas en una máquina de 23.000 toneladas no es en absoluto pan comido. Afortunadamente, los ingenieros que participan en ITER han resuelto este desafío. En la fotografía de portada de este artículo podemos ver la máquina utilizada para llevar a cabo las pruebas de ciclos térmicos a las que ha sido sometido el prototipo de un espejo en el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial de España, que es una de las instituciones de investigación que han participado en el proyecto.
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Y es que precisamente para medir la temperatura de los componentes más expuestos al plasma los ingenieros de ITER van a utilizar un sistema de visión de gran angular que utiliza varios espejos fabricados con mucha precisión para recoger la luz visible e infrarroja procedente del divertor y la pared principal de la cámara.
Esta arquitectura permitirá medir en tiempo real la temperatura de todas las superficies, de modo que los operadores del reactor podrán identificar si se sobrecalienta algún componente y prevenir los daños a tiempo. Este sistema aglutina nada menos que 15 líneas de visión independientes que estarán alojadas en cuatro ubicaciones diferentes de la cámara de vacío con el propósito de cubrir el 80% de las superficies internas. Espectacular.
Imagen | Fusion for Energy
Más información | Fusion for Energy
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La noticia
ITER ha encarado uno de los grandes desafíos de la fusión nuclear: evitar que el plasma a 150 millones de ºC destruya el reactor
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Juan Carlos López
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