La inauguración de la máquina de fusión más potente del mundo acerca el sueño de una energía limpia, segura y abundante.
En la ciudad de Naka, en el este de Japón, se levanta una torre de seis pisos de altura que está lejos de ser un edificio común y corriente.
El dispositivo dentro de la estructura cilíndrica de acero se llama tokamak. Está diseñado para contener gases arremolinados sobrecalentados llamados plasmas a una temperatura de hasta 200 millones de grados Celsius, más de 10 veces más calientes que el núcleo del sol.
Ubicado al noreste de Tokio, el tokamak representa el próximo hito en una búsqueda internacional de décadas para hacer realidad la energía de fusión y refleja el papel de liderazgo desempeñado por la UE y Japón.
La estructura Naka, conocida como JT-60SA, es el resultado de un acuerdo entre la UE y Japón de 2007 para desarrollar la energía de fusión. Es el tokamak más poderoso del mundo y fue inaugurado en diciembre de 2023 después de casi una década de construcción.
"La entrada en funcionamiento del JT-60SA es un hito muy importante", afirmó el profesor Ambrogio Fasoli, un experto en física italiano que dirige un consorcio que recibió financiación de la UE para avanzar en las perspectivas de la energía comercial procedente de la fusión.
La asociación, denominada EUROfusion, reúne a alrededor de 170 laboratorios y socios industriales de 29 países. Los participantes contribuyen con hardware y personal al JT-60SA.
Los reactores de energía de fusión como el JT-60SA replican procesos que ocurren en el sol y otras estrellas. Al fusionar átomos de hidrógeno para crear helio y un neutrón liberando energía en forma de calor, tienen el potencial de generar una fuente de energía segura, limpia y casi inagotable.
La fusión es lo contrario de la fisión, el proceso central de las centrales nucleares tradicionales. Mientras que la fisión implica la división de un átomo pesado en dos átomos ligeros, la fusión combina dos átomos ligeros para formar uno más grande.
A diferencia de la fisión, la fusión no produce residuos nucleares de larga vida y no presenta riesgo de fusión o reacción en cadena.
La investigación sobre la fusión comenzó en la década de 1920, cuando un astrofísico británico llamado Arthur Eddington vinculó la energía de las estrellas con la fusión del hidrógeno en helio.
Un siglo después, a medida que el cambio climático se intensifica y los países de todo el mundo buscan alternativas a los combustibles fósiles que lo causan, el atractivo de la fusión es más fuerte que nunca.
Pero aún quedan obstáculos importantes. Incluyen los desafíos técnicos de construir reactores cuyas paredes no se derritan por el calor extremo del interior, encontrar las mejores mezclas de materiales para la producción de fusión y limitar la irradiación de materiales dentro del reactor.
La comisaria europea de Energía, Kadri Simson, participó en la inauguración del JT-60SA en Naka hace cinco meses.
El reactor de 600 millones de euros fue construido conjuntamente por una organización de la UE llamada Fusion for Energy, o F4E, y los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuánticas de Japón, también conocidos como QST.
Cuando fue declarado activo, el JT-60SA reclamó el título de tokamak más grande de una instalación de 40 años en el Reino Unido llamada Joint European Torus, o JET.
El JT-60SA contará con hasta 41 megavatios de potencia de calefacción en comparación con los 38 MW del JET.
"Encendimos la máquina y funciona", dijo Guy Phillips, jefe de unidad del JT-60SA en F4E. "Conseguimos producir el mayor volumen de plasma jamás visto en un dispositivo de este tipo, lo cual es un gran logro. Pero este fue sólo el primer paso y todavía tenemos mucho trabajo por hacer".
El JT-60SA servirá de base para el trabajo en el próximo tokamak planificado:ITER, el experimento de fusión más grande del mundo.
El ITER, que duplica el tamaño del JT-60SA, se está construyendo en un terreno de 180 hectáreas en el sur de Francia.
F4E gestiona la contribución europea al ITER, que reúne a 33 países, así como al JT-60SA, cuya vida útil prevista ronda los 20 años.
Con la confirmación de que los sistemas centrales del JT-60SA funcionan, el reactor entrará en una parada planificada durante dos o tres años mientras se agrega un sistema externo de energía de calefacción y se actualizan otros.
"Cuando comencemos la siguiente fase operativa, podremos ir mucho más allá con la producción de plasma y comprender diferentes configuraciones", afirmó Phillips.
La continuidad es una característica importante de la investigación sobre fusión.
Antes de centrar su atención en el JT-60SA, los investigadores de EUROfusion trabajaron en JET.
Esa instalación batió su propio récord de mayor cantidad de energía producida por un reactor de energía de fusión antes de que se llevaran a cabo allí los experimentos finales y se cerrara en diciembre de 2023.
Con una energía de 69 megajulios en una ráfaga de 5,2 segundos, se estimó que sería suficiente para alimentar 12.000 hogares.
"El registro de energía de fusión en JET es un recordatorio increíblemente fuerte de lo bien que ahora dominamos las reacciones de fusión en la Tierra", dijo Fasoli.
Dada la importancia del conocimiento en este campo, tanto EUROfusion como F4E ejecutan programas para lograr que las futuras generaciones de científicos se interesen y capaciten en la fusión.
Según Fasoli, dos factores que frenan el interés de algunos investigadores jóvenes por la fusión son la falta de resultados inmediatos en este campo y un estigma indirecto e injustificado vinculado a la fisión nuclear.
"Este es un esfuerzo transgeneracional", dijo. "Existe la necesidad de educación, formación y estructuras que puedan mantener a las personas interesadas."
La comisaria europea de Innovación, Investigación, Cultura, Educación y Juventud, Iliana Ivanova, dijo en un evento celebrado en marzo de 2024 con representantes de la industria que la colaboración entre entidades públicas y privadas en el campo de la fusión es esencial para acelerar la demostración de la generación de electricidad de fusión.
El objetivo es involucrar a los actores industriales más importantes, así como a las nuevas empresas, en la transición del laboratorio a la fabricación, lo que se conoce como lab to fab.
Eso significa combinar el espíritu empresarial y la capacidad industrial del sector privado con la ambición y el realismo del sector público, según Fasoli.
Dijo que la energía de fusión podría convertirse en una realidad en la década de 2050.
"Mientras todos rememos en la misma dirección, creo que ese horizonte sigue siendo razonable", afirmó Fasoli. "Significa que necesitamos que todos trabajen juntos".
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Proporcionado por Horizon:Revista de Investigación e Innovación de la UE
Este artículo se publicó originalmente en Horizonte La revista de investigación e innovación de la UE.
