El año pasado vio la puesta en servicio y el funcionamiento inicial de un nuevo experimento de plasma a gran escala, el Wendelstein 7-X (W7-X) en Greifswald, Alemania. Diseñado, construido, y operado por el Instituto Max-Planck de Física del Plasma (IPP) con un equipo internacional de colaboradores, el dispositivo es impresionante. Pero, la comunidad mundial de investigación de la fusión, que tiene como objetivo desarrollar una fuente de energía abundante y respetuosa con el medio ambiente, está encontrando los resultados iniciales en plasma de W7-X aún más impresionantes.

El trabajo en W7-X comenzó en IPP en los años 80 con años de optimización del diseño que avanzó la comprensión del confinamiento magnético. La construcción del experimento comenzó en 2005. Utiliza 70 grandes imanes superconductores, enfriado criogénicamente para evitar resistencias eléctricas, para generar un volumen de 30 metros cúbicos que contiene y aísla partículas de plasma.

A las altas temperaturas necesarias para la fusión, el gas está ionizado, lo que significa que los átomos eléctricamente neutros se disocian en electrones y núcleos cargados, un plasma. Estas partículas cargadas eléctricamente pueden ser guiadas por un campo magnético de fuerza suficiente, de ahí el uso de imanes.

Entre los experimentos de confinamiento de plasma, el campo magnético en W7-X es especial. La configuración tiene un toque único, formado por las bobinas superconductoras, que optimiza el confinamiento del plasma en las escalas macroscópicas y de partículas individuales (Figura 1). Como sistema "estelarizador", también evita la corriente eléctrica neta que atraviesa el plasma de los sistemas tokamak, que son más simples de diseñar y construir pero propensos a eventos dinámicos que liberan plasma. El diseño especial de las bobinas W7-X, junto con una fuerza magnética que puede acercarse a 100, 000 veces mayor que el campo magnético de la Tierra en su superficie, y el volumen antes mencionado, pone a W7-X en una clase por sí mismo.

En reconocimiento a la importancia de la investigación de W7-X, la División de Física del Plasma de la Sociedad Estadounidense de Física invitó al Dr. Thomas Sunn Pedersen, Director de Stellarator Edge y Divertor Physics en IPP, para dar una presentación plenaria en su 58a reunión anual en San José, 31 de octubre-noviembre 4. Resumirá los resultados iniciales y transmitirá la emoción de que la canciller alemana, Angela Merkel, inicie el primer experimento de plasma en pleno funcionamiento a principios de este año.

La comunidad de investigación de la fusión tiene grandes expectativas para W7-X durante las operaciones futuras. Su fuerza máxima de campo magnético es algo menor que la del gran dispositivo helicoidal superconductor (LHD) en el Instituto Nacional para la Ciencia de la Fusión en Japón. pero este último no se beneficia de la estrategia de optimización W7-X. El eXperimento helicoidalmente simétrico (HSX) de la Universidad de Wisconsin-Madison utiliza una optimización similar a la de W7-X, pero su pequeño tamaño excluye los 20 relevantes para la fusión, 000, 000 grados Kelvin de temperaturas de iones ya obtenidas en W7-X.