El Joint European Torus (JET), una de las máquinas de fusión más grandes y potentes del mundo, ha demostrado la capacidad de generar energía de fusión de forma fiable y, al mismo tiempo, establece un récord mundial en producción de energía.
Estos logros notables representan un hito importante en el campo de la ciencia y la ingeniería de fusión.
En los experimentos finales de deuterio-tritio (DTE3) de JET, se produjo constantemente alta potencia de fusión durante cinco segundos, lo que dio como resultado un récord innovador de 69 megajulios utilizando tan solo 0,2 miligramos de combustible.
JET es un tokamak, un diseño que utiliza potentes campos magnéticos para confinar un plasma en forma de donut. La mayoría de los enfoques para crear fusión comercial favorecen el uso de dos variantes de hidrógeno:deuterio y tritio. Cuando el deuterio y el tritio se fusionan, producen helio y grandes cantidades de energía, una reacción que formará la base de futuras centrales eléctricas de fusión.
La Dra. Fernanda Rimini, directora sénior de explotación de JET, afirmó:"Podemos crear plasmas de fusión de forma fiable utilizando la misma mezcla de combustible que utilizarán las centrales eléctricas de energía de fusión comerciales, lo que demuestra la experiencia avanzada desarrollada con el tiempo".
El profesor Ambrogio Fasoli, director de programa (CEO) de EUROfusion, afirmó:"Nuestra demostración exitosa de escenarios operativos para futuras máquinas de fusión como ITER y DEMO, validadas por el nuevo récord energético, infunde una mayor confianza en el desarrollo de la energía de fusión. Más allá de establecer un nuevo récord, logramos cosas que nunca antes habíamos hecho y profundizamos nuestra comprensión de la física de fusión."
El Dr. Emmanuel Joffrin, líder del grupo de trabajo sobre explotación de Tokamak de EUROfusion de CEA, dijo:"No sólo demostramos cómo suavizar el intenso calor que fluye desde el plasma hasta el escape, sino que también mostramos en JET cómo podemos convertir el borde del plasma en un "Esta es la primera vez que hemos podido probar esos escenarios en un entorno de deuterio-tritio".
Más de 300 científicos e ingenieros de EUROfusion, un consorcio de investigadores de toda Europa, contribuyeron a estos experimentos emblemáticos en el sitio de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) en Oxford, lo que demuestra la dedicación y eficacia incomparables del equipo internacional de JET.
Los resultados consolidan el papel fundamental de JET en el avance de la energía de fusión segura, sostenible y con bajas emisiones de carbono.
El ministro británico de Energía Nuclear y Redes, Andrew Bowie, afirmó:"El último experimento de fusión de JET es un canto de cisne apropiado después de todo el trabajo innovador que se ha realizado en el proyecto desde 1983. Estamos más cerca que nunca de la energía de fusión gracias al equipo internacional de científicos e ingenieros en Oxfordshire."
"El trabajo no termina aquí. Nuestro programa Fusion Futures ha comprometido £650 millones para invertir en investigación e instalaciones, consolidando la posición del Reino Unido como centro global de fusión".
JET concluyó sus operaciones científicas a finales de diciembre de 2023.
El profesor Sir Ian Chapman, director general de UKAEA, afirmó:"JET ha funcionado lo más cerca posible de las condiciones de las centrales eléctricas con las instalaciones actuales, y su legado será omnipresente en todas las centrales eléctricas futuras. Tiene un papel fundamental a la hora de acercarnos a un entorno seguro y futuro sostenible."
Los hallazgos de la investigación de JET tienen implicaciones críticas no sólo para ITER (un megaproyecto de investigación de fusión que se está construyendo en el sur de Francia) sino también para el prototipo de central eléctrica STEP del Reino Unido, la central de demostración de Europa, DEMO y otros proyectos de fusión globales, que persiguen un futuro de energía segura, baja en carbono y sostenible.
El Dr. Pietro Barabaschi, Director General del ITER, afirmó:"A lo largo de su ciclo de vida, JET ha sido de gran ayuda como precursor del ITER:en las pruebas de nuevos materiales, en el desarrollo de nuevos componentes innovadores y en ninguna parte más que en la generación de datos científicos de la fusión Deuterio-Tritio."
"Los resultados obtenidos aquí tendrán un impacto directo y positivo en ITER, validando el camino a seguir y permitiéndonos progresar más rápido hacia nuestros objetivos de desempeño. A nivel personal, ha sido para mí un gran privilegio haber estado en JET durante algunos años. Allí tuve la oportunidad de aprender de muchas personas excepcionales."
JET ha sido fundamental en el avance de la energía de fusión durante más de cuatro décadas, simbolizando la colaboración científica internacional, la excelencia en ingeniería y el compromiso de aprovechar el poder de la energía de fusión, las mismas reacciones que alimentan el sol y las estrellas.
JET demostró una fusión sostenida durante cinco segundos a alta potencia y estableció un récord mundial en 2021. Los primeros experimentos de deuterio-tritio de JET tuvieron lugar en 1997.
A medida que pasa a la siguiente fase de su ciclo de vida para reutilización y desmantelamiento, una celebración a fines de febrero de 2024 honrará su visión fundacional y el espíritu de colaboración que ha impulsado su éxito.
Los logros del JET, desde los principales hitos científicos hasta el establecimiento de récords energéticos, subrayan el legado duradero de la instalación en la evolución de la tecnología de fusión.
Sus contribuciones a la ciencia y la ingeniería de fusión han desempeñado un papel crucial en la aceleración del desarrollo de la energía de fusión, que promete ser una parte segura, sostenible y con bajas emisiones de carbono del futuro suministro energético del mundo.
La fusión, el proceso que alimenta estrellas como nuestro sol, promete una fuente básica limpia de calor y electricidad a largo plazo, utilizando pequeñas cantidades de combustible que pueden obtenerse en todo el mundo a partir de materiales económicos.
Cuando una mezcla de dos formas de hidrógeno (deuterio y tritio) se calienta para formar un plasma controlado a temperaturas extremas (10 veces más calientes que el núcleo del sol), se fusionan para crear helio y liberar energía que puede aprovecharse para producir electricidad. .
El deuterio y el tritio son dos variantes más pesadas del hidrógeno ordinario y juntos ofrecen la mayor reactividad de todos los combustibles de fusión. A una temperatura de 150 millones de grados Celsius, el deuterio y el tritio se fusionan para formar helio y liberan una enorme cantidad de energía térmica sin ningún efecto invernadero. Fusion es inherentemente seguro porque no puede iniciar un proceso descontrolado y no produce residuos de larga duración.
Hay más de una forma de lograr la fusión. Nuestro enfoque consiste en mantener el plasma caliente mediante potentes imanes en una máquina con forma de anillo llamada "tokamak" y luego aprovechar este calor para producir electricidad de forma similar a como lo hacen las centrales eléctricas existentes.
La mayoría de los enfoques para crear fusión comercial favorecen el uso de dos variantes de hidrógeno:deuterio y tritio. Cuando el deuterio y el tritio se fusionan, producen helio y grandes cantidades de energía, una reacción que formará la base de futuras centrales eléctricas de fusión.
El deuterio es abundante y se puede extraer del agua. El tritio es una variante radiactiva del hidrógeno con una vida media de unos 12 años. El tritio se puede cultivar a partir del litio.
JET es la única máquina de fusión tokamak en funcionamiento capaz de manipular combustible de tritio. La tercera ronda de experimentos con combustible de deuterio y tritio se llevó a cabo durante siete semanas, del 31 de agosto al 14 de octubre de 2023. Se centraron en tres áreas:ciencia del plasma, ciencia de materiales y neutrónica.
El récord de energía de fusión de JET es el resultado de la capacidad avanzada para operar plasmas de deuterio-tritio. Estos experimentos se diseñaron principalmente como la primera oportunidad de demostrar la viabilidad de minimizar las cargas de calor en la pared en un entorno de deuterio-tritio, crucial para los escenarios ITER.
Más información: Para conocer más sobre los resultados científicos de los experimentos JET DTE3 visite:Joint European Torus prueba con éxito nuevas soluciones para futuras plantas de energía de fusión.
Proporcionado por EUROfusión
