Alemania va muy en serio con la fusión nuclear. El estado de Baviera, la compañía especializada en el desarrollo de reactores de fusión nuclear de tipo stellarator Proxima Fusion, la empresa energética RWE AG y el Instituto Max Planck de Física del Plasma (IPP) han acordado colaborar en el desarrollo y la puesta en marcha de la primera planta de energía de fusión de tipo stellarator de Europa. Y, presumiblemente, del mundo.
Su estrategia persigue que esta instalación entre en funcionamiento en la década de 2030 con el propósito de demostrar una ganancia neta de energía. Esto significa, sencillamente, que el reactor debería ser capaz de producir más energía de la que consume. Alpha, que es como se llamará este reactor de fusión de demostración, se construirá en Garching, muy cerca de las instalaciones del IPP.
No obstante, esto no es todo. Y es que Alpha se utilizará para poner a prueba las soluciones tecnológicas que posteriormente permitirán construir Stellaris, la primera planta comercial de energía de fusión de tipo stellarator. Esta última estará alojada en la localidad de Gundremmingen. Si las organizaciones implicadas en este proyecto logran su propósito durante la próxima década, Alemania se consolidará como una potencia mundial en energía de fusión.
Alemania cree firmemente en los reactores de fusión de tipo 'stellarator'
Los reactores experimentales de fusión nuclear de tipo stellarator representan una alternativa muy sólida a los tokamak, como ITER o JET. Y no son precisamente el resultado de una investigación reciente. De hecho, ambos diseños fueron ideados durante la década de los 50 del siglo pasado. El stellarator fue diseñado por el físico estadounidense Lyman Spitzer y ejerció como los cimientos sobre los que se construyó el laboratorio de física del plasma de la Universidad de Princeton (EEUU).
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El diseño tokamak, sin embargo, fue ideado por los físicos soviéticos Ígor Yevguénievich Tamm y Andréi Dmítrievich Sájarov a partir de las ideas propuestas pocos años antes por su colega Oleg Lavrentiev. Ambos reactores fueron concebidos con el propósito de confinar en su interior plasma a altísima temperatura, y, curiosamente, durante los años 50 y 60 el diseño stellarator recibió un gran respaldo por parte de la comunidad científica en Occidente debido a su enorme potencial.
Los 'tokamak' requieren que los campos magnéticos sean generados por bobinas e inducidos por el propio plasma
Sin embargo, cuando los científicos soviéticos y estadounidenses publicaron sus resultados y los compararon se dieron cuenta de que el rendimiento del diseño tokamak era uno o dos órdenes de magnitud mejor que el del stellarator. A partir de ese momento este último diseño quedó en gran medida marginado. La diferencia más evidente entre uno y otro reside en su geometría, pero basta indagar un poco en ambos para darse cuenta de que los reactores stellarator aún tienen mucho que decir.
Los reactores de tipo tokamak tienen forma de toroide (o dónut), y los stellarator 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.
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. 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. 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 entregó una energía total de 1,3 gigajulios. Durante los últimos dos años todo lo aprendido en el desarrollo y las primeras pruebas efectuadas en esta máquina ha sido utilizado por Proxima Fusion. De hecho, sus fundadores proceden del Instituto Max Planck para la Física del Plasma. Si Alpha sale bien la energía de fusión comercial será una realidad antes de que concluya la próxima década. Este es el auténtico propósito de Proxima Fusion.
Imagen | Generada por Xataka con Gemini
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En Xataka | En Francia se está cocinando una alternativa a ITER en fusión nuclear: un reactor 'stellarator' comercial
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Alemania tiene un plan para liderar la fusión nuclear mundial. Y se ha comprometido a hacerlo en la década de 2030
fue publicada originalmente en
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por
Laura López
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Alemania tiene un plan para liderar la fusión nuclear mundial. Y se ha comprometido a hacerlo en la década de 2030
Proxima Fusion aspira a tener preparada su planta eléctrica de demostración de la fusión nuclear en 2031
Alpha se utilizará para poner a prueba las soluciones tecnológicas que posteriormente permitirán construir Stellaris
Alemania va muy en serio con la fusión nuclear. El estado de Baviera, la compañía especializada en el desarrollo de reactores de fusión nuclear de tipo stellarator Proxima Fusion, la empresa energética RWE AG y el Instituto Max Planck de Física del Plasma (IPP) han acordado colaborar en el desarrollo y la puesta en marcha de la primera planta de energía de fusión de tipo stellarator de Europa. Y, presumiblemente, del mundo.
Su estrategia persigue que esta instalación entre en funcionamiento en la década de 2030 con el propósito de demostrar una ganancia neta de energía. Esto significa, sencillamente, que el reactor debería ser capaz de producir más energía de la que consume. Alpha, que es como se llamará este reactor de fusión de demostración, se construirá en Garching, muy cerca de las instalaciones del IPP.
No obstante, esto no es todo. Y es que Alpha se utilizará para poner a prueba las soluciones tecnológicas que posteriormente permitirán construir Stellaris, la primera planta comercial de energía de fusión de tipo stellarator. Esta última estará alojada en la localidad de Gundremmingen. Si las organizaciones implicadas en este proyecto logran su propósito durante la próxima década, Alemania se consolidará como una potencia mundial en energía de fusión.
Alemania cree firmemente en los reactores de fusión de tipo 'stellarator'
Los reactores experimentales de fusión nuclear de tipo stellarator representan una alternativa muy sólida a los tokamak, como ITER o JET. Y no son precisamente el resultado de una investigación reciente. De hecho, ambos diseños fueron ideados durante la década de los 50 del siglo pasado. El stellarator fue diseñado por el físico estadounidense Lyman Spitzer y ejerció como los cimientos sobre los que se construyó el laboratorio de física del plasma de la Universidad de Princeton (EEUU).
El diseño tokamak, sin embargo, fue ideado por los físicos soviéticos Ígor Yevguénievich Tamm y Andréi Dmítrievich Sájarov a partir de las ideas propuestas pocos años antes por su colega Oleg Lavrentiev. Ambos reactores fueron concebidos con el propósito de confinar en su interior plasma a altísima temperatura, y, curiosamente, durante los años 50 y 60 el diseño stellarator recibió un gran respaldo por parte de la comunidad científica en Occidente debido a su enorme potencial.
Los 'tokamak' requieren que los campos magnéticos sean generados por bobinas e inducidos por el propio plasma
Sin embargo, cuando los científicos soviéticos y estadounidenses publicaron sus resultados y los compararon se dieron cuenta de que el rendimiento del diseño tokamak era uno o dos órdenes de magnitud mejor que el del stellarator. A partir de ese momento este último diseño quedó en gran medida marginado. La diferencia más evidente entre uno y otro reside en su geometría, pero basta indagar un poco en ambos para darse cuenta de que los reactores stellarator aún tienen mucho que decir.
Los reactores de tipo tokamak tienen forma de toroide (o dónut), y los stellarator 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.
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. 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. 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 entregó una energía total de 1,3 gigajulios. Durante los últimos dos años todo lo aprendido en el desarrollo y las primeras pruebas efectuadas en esta máquina ha sido utilizado por Proxima Fusion. De hecho, sus fundadores proceden del Instituto Max Planck para la Física del Plasma. Si Alpha sale bien la energía de fusión comercial será una realidad antes de que concluya la próxima década. Este es el auténtico propósito de Proxima Fusion.