La planta del Reactor Termonuclear Experimental Internacional en Saint-Paul-Lez-Durance, Francia, está completo en un 50 por ciento. ANNE-CHRISTINE POUJOULAT / Getty Images

El extenso paisaje de grúas de construcción y edificios parcialmente terminados, junto con un enorme anillo de metal y acero, fue descrito como un "Stonehenge moderno" por The New York Times en marzo de 2017. Ha pasado una década desde que comenzó la construcción de la planta del Reactor Termonuclear Experimental Internacional, conocido como ITER. El proyecto, que involucra a 35 naciones, incluido EE. UU., tiene como objetivo demostrar que la fusión nuclear, la combinación de isótopos de hidrógeno para formar helio, el mismo proceso mediante el cual las estrellas generan luz y calor, podría ser una fuente futura viable de generación de energía para un mundo hambriento de energía.

El proyecto se ha visto afectado por retrasos y su costo proyectado casi se cuadruplica a lo largo de los años a 18 mil millones de euros ($ 22 mil millones). e incluso un informe del Departamento de Energía de EE. UU. de 2016 que respalda el proyecto expresó incertidumbre sobre si finalmente tendrá éxito. A principios de diciembre de 2017, Los funcionarios del ITER anunciaron que habían alcanzado un hito importante, completando el 50 por ciento del trabajo total de construcción necesario para llegar al "Primer Plasma". Esa etapa inicial de operación, en el que el hidrógeno se convertirá en caliente, gas cargado eléctricamente, actualmente está programado para 2025. (Después de eso, el ITER necesitará otra década de trabajo para generar energía).

"Cuando demostramos que la fusión es una fuente de energía viable, eventualmente reemplazará la quema de combustibles fósiles, que son no renovables y no sostenibles, "Bernard Bigot, El director general del ITER, explicado en un comunicado en el sitio web del proyecto. "La fusión será complementaria con el viento, solar, y otras energías renovables. ... Al demostrar la viabilidad de la fusión como limpia, a salvo, y una fuente de energía casi ilimitada, podemos dejar un legado sólido para las generaciones futuras ".

En un correo electrónico El profesor de la Universidad de Columbia, Gerald A. Navratil, un investigador líder en energía de fusión cuyo trabajo influyó en el diseño de ITER, describe el hito de la construcción como un "evento significativo en el desarrollo de la energía de fusión práctica".

ITER contendrá el tokamak más grande del mundo, un dispositivo magnético desarrollado por primera vez por investigadores soviéticos a fines de la década de 1960, que esencialmente simula el intenso calor y la presión dentro del horno interno de una estrella. Según una explicación en el sitio web del ITER, el dispositivo utiliza una poderosa corriente eléctrica para descomponer el gas hidrógeno, quitando los electrones de los núcleos para formar plasma - un caliente, gas cargado eléctricamente. A medida que las partículas de plasma se energizan y chocan, se calientan, eventualmente alcanzando una temperatura entre 100 y 300 millones de grados Celsius (alrededor de 180 millones a 360 millones de grados Fahrenheit). En ese punto, los núcleos de hidrógeno están tan energizados que pueden superar su tendencia natural a repelerse entre sí, para que puedan fusionarse para formar helio. En el proceso, liberan enormes cantidades de energía.

Como detalla este artículo de la Asociación Nuclear Mundial, Los tokamaks experimentales llevan décadas generando energía. Pero hasta ahora, han requerido más energía para funcionar de la que genera la fusión. Pero ITER espera superar esa limitación, en parte, con gran tamaño. El artículo del New York Times de marzo de 2017 sobre el proyecto describe que el tokamak mide 100 pies (30,5 metros) de altura y se extiende otros 100 pies de diámetro. y una descripción en el sitio web del ITER dice que pesará más de 25, 000 libras (23 toneladas métricas), con un volumen de 30, 000 pies cúbicos (840 metros cúbicos). Eso es 10 veces la capacidad de cualquier dispositivo anterior.

Más grande es definitivamente mejor

Como explica el sitio web del ITER, un dispositivo más grande con más volumen crea más potencial para reacciones de fusión, aumentar la producción de energía y hacer que el dispositivo sea más eficiente. Si funciona según lo previsto cuando esté en pleno funcionamiento en 2035, ITER utilizará 50 megavatios de potencia de entrada para generar 500 megavatios de energía de fusión, en forma de calor. Si bien el ITER no utilizará esa energía para generar electricidad, está destinado a allanar el camino para las futuras generaciones de plantas de energía de fusión que lo harían.

Se está construyendo un reactor en el sitio en el sur de Francia. BORIS HORVAT / Getty Images

"El diseño del experimento ITER se basa en una extrapolación conservadora del rendimiento de fusión de nuestros dispositivos de fusión existentes, "Navratil escribe en su correo electrónico." Hay confianza en que el tamaño y la intensidad del campo magnético del ITER nos permitirá lograr su objetivo de producir 500 megavatios de energía de fusión con 50 megavatios de potencia de entrada en el plasma. Dado que ITER es un experimento que produce por primera vez un plasma autocalentado de fuerte fusión, Usaremos estos resultados para confirmar nuestra comprensión del estado del plasma ardiente, y podría descubrir algunos fenómenos nuevos e importantes de la física del plasma. La información que obtenemos del ITER proporcionará la base para diseñar con confianza el núcleo del siguiente paso en el desarrollo de la energía de fusión. que tendría como objetivo producir electricidad neta y preparar el escenario para el despliegue comercial de sistemas de energía de fusión ".

Ventajas sobre la energía nuclear

Según un comunicado de prensa del ITER, Las plantas de energía de fusión eventualmente serían comparables en costo a las plantas de energía nuclear convencionales. Pero a diferencia de las plantas de energía, las plantas de fusión no producirían residuos radiactivos, junto con el costoso problema de qué hacer con él. Fusion también tendría una gran ventaja sobre los combustibles fósiles, en el sentido de que no bombearía cantidades masivas de dióxido de carbono y otra contaminación a la atmósfera y contribuiría al cambio climático.

Y como señala Navratil, La fusión también podría tener algunas ventajas sobre las fuentes de energía renovables bajas en carbono.

"Si tiene éxito, Las centrales eléctricas de fusión basadas en el rendimiento del plasma de fusión en el ITER proporcionarían una fuente de producción continua de energía eléctrica libre de carbono sin los inconvenientes de los sistemas de energía eólica y solar. que producen electricidad solo una parte del día y necesitan almacenamiento de energía o sistemas de energía de respaldo para mantener una red eléctrica estable, "Explica Navratil." Dados los muchos billones de dólares involucrados en la infraestructura de nuestro sistema energético, la disponibilidad de una fuente de energía de fusión de este tipo a finales de este siglo será una adición muy importante a nuestras fuentes de energía eléctrica libre de carbono ".

Eso es interesante

Según ITER, un volumen de hidrógeno del tamaño de una piña tiene el potencial de generar tanta energía a través de la fusión como 10, 000 toneladas métricas (22, 040 libras) de carbón.