Acabamos de construir un reactor nuclear capaz de alcanzar los 100 millones de grados centígrados... pero sigue lejos de la temperatura de Planck

La revista New Scientist informó el pasado miércoles 7 de septiembre los avances que se han obtenido en el tema de la energía de fusión nuclear. Desde hace unos cuantos años, los investigadores trabajan en replicar de manera artificial los procesos del sol en la Tierra, por lo que consideran que esta es una de las tecnologías más prometedoras en beneficio de la humanidad.

Para los ingenieros, convertir este sueño en realidad ha sido una pesadilla. No descansan en su afán, ya que esta energía permitirá disminuir las emisiones de carbono que tanto daño hacen al planeta. El profesor Nick Eyre -de la Universidad de Oxford- dice que es necesario tener una electricidad descarbonizada para el 2035, lo que indica que hay mucho trabajo por hacer.

Construimos reactor nuclear en Corea que alcanza los 100 millones de grados centígrados

El comportamiento que tuvo el reactor de fusión nuclear desarrollado en la Universidad Nacional de Seúl -en Corea del Sur-, es un nuevo avance que indica que esta tecnología puede ser viable. La máquina fue capaz de mantenerse 30 segundos a una temperatura de 100 millones de grados centígrados. Es la primera que se logran estos niveles de forma simultánea, ya que en otras ocasiones se obtuvo por separado.

A nuclear fusion reaction in the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research experiment has lasted for 30 seconds at temperatures in excess of 100 million°C https://t.co/2TUJBzwI0M

— New Scientist (@newscientist) September 8, 2022

Si bien es cierto que todavía se está a décadas de distancia para lograr la energía de fusión viable, los nuevos experimentos arrojan resultados prometedores. El siguiente paso es mantener el estado caliente de la materia que se ubica dentro del dispositivo. Deben contener la sustancia llamada plasma para que no choque con las paredes del reactor, dado a que cuando esto ocurre se enfría y causa daños a la cámara que lo resguarda.

Una de las razones por las que el experimento se detuvo a los 30 segundos es por las limitaciones del hardware, pero se piensa que en el futuro los periodos deben ser más largos. Para ello, es necesario calentar el plasma, hacerlo denso y aumentar el tiempo de confinamiento, según explica Dominic Power, vocero del Imperial College de Londres.

Ahora el problema no es solo de cálculos físicos, es una cuestión de ingeniería. Sin embargo, el profesor Brian Appelbe está convencido que los desafíos son alcanzables y se pueden superar. Aunque no es una energía que sea fácil de comercializar debido a que todos los procesos envueltos son muy costosos.

Muy caliente... pero no tanto como la temperatura de Plank

La fusión natural que genera el sol produce altas temperaturas, esto ocurre cada vez que millones de toneladas de hidrógeno chocan entre sí, lo que a la larga termina en la formación del helio. El primer paso para replicar este proceso es calentar el gas a una temperatura de cien millones de grados, con lo que se unirán los átomos con el plasma para comenzar a liberar energía.

Los 100 millones de grados centígrados alcanzados por este reactor de fusión nuclear no es la más alta que se conozca. Por ejemplo, la temperatura de Plank es de 1.420 quintillones de ºC. Esta es una cifra físicamente inalcanzable debido a que el calor es producto del movimiento de los átomos. En sí es un límite clásico de la mecánica cuántica, de acuerdo a lo señalado por los científicos.

A nivel artificial, se han realizado varias pruebas para llegar a cien millones de grados centígrados. En 2018, un reactor ubicado en la ciudad de Hefei, al este de China, logró alcanzar esta temperatura, que en teoría es siete veces mayor que la del núcleo del sol.

Para el 2016, se consiguieron 50 millones de grados Celsius en un espacio de 102 segundos. Este avance permitió que el gas pasara a plasma. Por otro lado, en 2021 un grupo de físicos surcoreanos mantuvieron el mismo temple durante 20 segundos, lo que en su momento fue un récord mundial.

Por supuesto que esas enormes temperaturas no las soporta el cuerpo humano. La más alta se ubica en 42 ºC y se asegura que a partir de ese punto puede ser mortal. En tanto, los niveles naturales elevados de calor en el planeta son de 56,7 ºC, que se perciben en el Valle de la Muerte, California.

Pero los avances se mantienen y cada vez hay nuevas empresas interesadas en generar este tipo de energía. En California, TAE Technologies anunció que van avanzando en la fusión nuclear.

En días recientes se realizó una inyección de capital de 1.200 M€, con la participación de transnacionales como Google. La finalidad es que para 2030, tenga plasma estable a 75 millones de grados Celsius. Ahora, con el dinero que se obtuvo, comenzarán a fabricar Copernicus, con fecha de apertura en 2025.

Aunque cada vez se establecen nuevos récords de temperatura, la clave estará en mantener esas condiciones. Ya van casi 70 años de trabajo, entre experimentos y estudios. Y si llega el momento en que se logre el punto definitivo, pasará tiempo antes de utilizarla, debido a que faltarán las medidas de seguridad y ética necesarias.