La principal crítica a la fusión nuclear ha sido que su vasto potencial como fuente comercial de energía siempre ha estado fuera de su alcance.

Pero un grupo de los principales científicos e investigadores de la fusión del país acaba de publicar un informe para el Departamento de Energía en el que se pide a EE. UU. Que construya una planta piloto de fusión para la década de 2040. El informe de 80 páginas, escrito por el Comité Asesor de Ciencias de la Energía de Fusión, fue dos años en la fabricación.

"Lo que realmente emergió con fuerza de esto es una sensación real de que la cartera de ciencia de la energía de fusión realmente debería girar hacia una misión energética y la realización de esa misión es el desarrollo y operación de una planta piloto de fusión en la década de 2040, "dijo Wayne Solomon, quien se desempeñó como copresidente del comité. "Esa (fecha objetivo) es una especie de línea en la arena".

El informe traza un camino estratégico para los EE. UU. En su búsqueda de desarrollar la fusión nuclear como una fuente virtualmente ilimitada de energía libre de carbono.

La fusión nuclear se diferencia de la fisión, que es el proceso utilizado en las centrales nucleares comerciales, como la ahora cerrada Estación de Generación Nuclear San Onofre. La fisión divide los núcleos de los átomos para crear energía, mientras que la fusión hace que los núcleos de hidrógeno choquen y se fusionen en átomos de helio que liberan enormes cantidades de energía, esencialmente liberando la misma cantidad de energía que alimenta las estrellas.

La tecnología de fusión fue fundamental en el desarrollo de la bomba de hidrógeno en la década de 1950, pero fue un La aplicación comercial de la fusión como fuente de energía ha atraído a los científicos durante décadas.

Si bien los operadores de plantas de fisión tienen que hacer frente al combustible gastado radiactivo, o desperdicio, que se queda atrás, la vida media de la mayoría de los radioisótopos contenidos en la fusión es inferior a diez años y los componentes activados en un reactor de fusión son lo suficientemente bajos como para ser reciclados o reutilizados en 100 años.

Cuando ocurre alguna alteración durante el proceso de fusión, el plasma se enfría en segundos y la reacción se detiene, evitando así el riesgo de una fusión o accidente como el de Fukushima.

"Realmente tiene mucho potencial para abordar las necesidades energéticas de la humanidad, ahora y en el futuro, a un nivel que probablemente nada más pueda hacer, "dijo Salomón, quien también es el director de Ciencia y Tecnología para la Energía de Fusión Magnética en General Atomics, la empresa de San Diego asociada desde hace mucho tiempo con la investigación de la fusión.

Pero no existen reactores de fusión comerciales. De hecho, la energía de fusión se ha generado solo durante períodos muy cortos en el laboratorio, lo que lleva a una observación irónica hecha a lo largo de los años por los escépticos de que la fusión como fuente de electricidad siempre está a 30 años de distancia.

En 2018, el Departamento de Energía solicitó al Comité Asesor de Ciencias de la Energía de la Fusión que elaborara una estrategia a largo plazo para la fusión como fuente de energía. El comité se acercó a una amplia franja de la comunidad de la fusión y el informe que se publicó a mediados de diciembre recibió un amplio apoyo.

Además de la convocatoria de una planta piloto en la década de 2040, el comité recomienda instalaciones experimentales para comprender mejor la ciencia y la tecnología del plasma.

¿Qué es el plasma? A las temperaturas extremas necesarias para la fusión nuclear, los electrones se separan de los núcleos y un gas se convierte en plasma, un estado ionizado de la materia. La energía de fusión y los plasmas están indisolublemente unidos, con un reactor de fusión que requiere un "plasma ardiente" que está confinado y controlado en su núcleo.

Se han realizado avances en la ciencia del plasma en la Instalación Nacional de Fusión DIII-D que General Atomics opera como contratista del Departamento de Energía. En DIII-D, una cámara de vacío de metal con forma de rosquilla llamada tokamak está rodeada de imanes increíblemente poderosos. El combustible que consiste en isótopos de hidrógeno se puede convertir en plasma calentando el combustible a más de 150 millones de grados Fahrenheit.

Se espera mucho más progreso en la fusión en ITER, un proyecto internacional de miles de millones de dólares en construcción en Francia. Estados Unidos es uno de los socios globales del experimento; de hecho, General Atomics está suministrando una de las piezas clave del proyecto, que se espera que comience a operar en diciembre de 2025.

Pero el ITER no capturará la energía que producirá como electricidad. Bastante, espera allanar el camino para el desarrollo de futuras plantas de energía de fusión.

El informe del Comité Asesor de Ciencias de la Energía de la Fusión insta a aprovechar lo que se aprenderá en el ITER.

"Ahora es el momento de avanzar enérgicamente hacia el despliegue de la energía de fusión, "decía el informe, que fue respaldada por unanimidad por los 22 miembros del comité, que incluía a dos miembros de San Diego:Solomon y Christopher Holland en UC San Diego.

El informe del comité advirtió que Estados Unidos corre el riesgo de quedarse atrás de otros países en la investigación de la fusión. desarrollo y operaciones. Pero no dio una estimación del costo de una planta piloto de fusión ni sugirió sitios potenciales.

En esta primera etapa, Solomon dijo que el comité no quería arriesgarse a adivinar.

"Hay una amplia gama de opiniones sobre cuánto podría necesitar costar una instalación en particular o lo que su misión particular debería implicar realmente, "Salomón dijo, "así que decidimos no seguir ese camino".

El informe ahora va a la oficina de Fusion Energy Sciences del Departamento de Energía, que sopesará las recomendaciones y considerará qué se debe implementar y qué solicitudes de financiamiento se deben presentar al Congreso.

Solomon dijo que el informe ha recibido "comentarios positivos" de los empleados del Capitolio. Habrá un cambio en la parte superior del Departamento de Energía, con el presidente electo Joe Biden nominando a la ex gobernadora de Michigan Jennifer Granholm como secretaria.

"Fusion ha tenido en general un fuerte apoyo bipartidista, "Dijo Solomon." Y dado que la nueva administración ha indicado interés en abordar el cambio climático y cosas por el estilo, Espero y espero que esto reciba un apoyo continuo ".

2021 The San Diego Union-Tribune.
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