Un reactor de fusión chino logra una densidad de plasma que se creía imposible

Los científicos del programa Tokamak Experimental Avanzado Superconductor (EAST) de China comenzaron el nuevo año con un logro impresionante: pruebas empíricas de que utilizaron el dispositivo para alcanzar densidades de plasma nuclear que antes se pensaban imposibles.

El 1 de enero, los investigadores de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia China de Ciencias publicaron un nuevo estudio en el Science Advances. En él, el equipo detalla cómo usaron EAST —apodado el «sol artificial» de China— para lograr una densidad de plasma mucho mayor que los límites anteriores.

La fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se combinan para formar un solo núcleo más pesado, lo que resulta en una gran liberación de energía. Debido a su potencial para producir energía limpia ilimitada, los científicos de todo el mundo han buscado formas de utilizar la fusión nuclear como una fuente de energía viable.

Sin embargo, uno de los mayores desafíos es que todos los núcleos atómicos tienen carga positiva, lo que significa que se repelen naturalmente entre sí —como dos imanes con polos opuestos. Para dar a los núcleos atómicos suficiente energía cinética para combinarse, los investigadores deben calentar el combustible a un plasma superdenso a aproximadamente 150 millones de kelvin, o 27 millones de grados Fahrenheit, como explicaron en un comunicado de prensa.

Pero para alcanzar un punto donde esta mezcla pueda autoalimentarse —una reacción de fusión sostenible— es necesario que el plasma se mantenga caliente, denso y estable durante largos períodos de tiempo. Durante años, se entendió que densidades de plasma más altas resultarían inevitablemente en inestabilidad, colapsando el combustible antes de que pudiera encenderse, un umbral conocido como el límite de Greenwald.

Sin embargo, esta nueva investigación parece invertir todo eso. Como explica el equipo de EAST, el método consiste en crear un entorno de alta presión de gas en el reactor antes de la formación del plasma, lo que permite que el plasma interactúe con la pared del reactor de manera mucho menos destructiva. Los científicos también inyectan manualmente energía adicional al plasma mientras se calienta, permitiendo un aumento uniforme en la densidad.

El resultado es un plasma que se mantiene estable incluso a medida que su densidad interna aumenta, resultando en densidades de combustible «muy superiores a los límites empíricos.»

“Los hallazgos sugieren un camino práctico y escalable para extender los límites de densidad en tokamaks y dispositivos de fusión de plasma en la próxima generación,” dijo Ping Zhu, uno de los coautores del estudio y físico del plasma en la Universidad Huazhong de Ciencia y Tecnología.

Aunque todavía hay muchos avances por realizar antes de que la humanidad logre una producción de energía práctica mediante la fusión, superar el límite de Greenwald representa un hito importante en la lista de tareas pendientes —y un nuevo punto en la larga trayectoria de energía verde de China.

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