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Estudiantes del MIT proponen un nuevo reactor de fusión llamado ARC capaz de disipar el calor del plasma

10/10/2018 -
gizmondo.com

La promesa de energía ilimitada y limpia de los reactores de fusión lleva décadas siendo una promesa. Crear la tecnología necesaria para básicamente encerrar una pequeña estrella en una cámara blindada no es algo que se logre de hoy para mañana, pero un equipo de estudiantes ha dado un ingenioso paso adelante.

El nuevo concepto de reactor lo ha diseñado un grupo de 15 estudiantes del MIT dirigidos por el profesor de Ciencias del Plasma y Fusión Dennis Whyte, y con la ayuda de ingenieros de Mitsubiushi Electric Research y Commonwealth Fusion Systems. En la mejor tradición del MIT, el grupo no solo ha publicado su idea en una publicación científica (Fusion, Engineering and Design), sino que ya ha formado una empresa para hacerlo realidad.

¿Y cuál es esa idea exactamente? Whyte la compara con algo bastante prosaico: el tubo de escape de un coche. Uno de los mayores problemas de un dispositivo de fusión es que el plasma que se genera dentro de la cámara emite un calor increíble. Ese calor es necesario porque es el que alimenta un sistema térmico de turbinas en el exterior, pero sigue siendo excesivo. No existe en el planeta ninguna sustancia que soporte las temperaturas de millones de grados que tiene el plasma dentro del reactor. Para mantener ese plasma lejos de las paredes de la cámara se utilizan potentes electroimanes que generan campos magnéticos. Uno de los grandes problemas de la fusión es precisamente que la energía necesaria para contener el plasma a menudo excede la que genera el sistema.

Refrigerar el calor directo generado por el plasma es crucial para estabilizar el reactor y hacer que la generación de energía por fusión sea viable. El diseño de los reactores actuales contempla un sistema de refrigeración consistente en una cámara secundaria a la que enviar los neutrones que genera el plasma. Para dirigir el flujo hacia el disipador es necesario usar más imanes, pero estos no pueden estar a la misma altura que los que se usan para contener el plasma, por lo que se usa una segunda línea de imanes muy potentes en una capa exterior a los primeros. Esta solución no solo consume aún más energía, sino que es imprecisa y aumenta mucho el volumen necesario para albergar el reactor.

El Reactor ARC

El diseño propuesto por los estudiantes del MIT se llama ARC (siglas de Avanzado, Robusto y Compacto, y probablemente también un guiño a Tony Stark). Lo que han creado es un un sistema modular de imanes que permite retirar secciones enteras de los imanes principales para introducir los secundarios y transportar el plasma hacia cámaras más largas y eficaces a la hora de disipar el calor.

El nuevo disipador es la cámara secundaria arriba y abajo de la principal (marcada con el número 2). Los imanes secundarios necesarios para conducir el plasma hasta allí son los anillos verdes marcados con el número 4.

La idea de imanes intercambiables y un tubo de escape más largo suena poco revolucionaria, pero no solo permite reducir el tamaño general del reactor, sino que además lo hace más sencillo de mantener. El reactor como tal no existe, pero las simulaciones que los investigadores han hecho sobre un prototipo virtual confirman que el diseño disipa todo el calor de la estrella en su interior. Quizá sigamos sin ver un reactor de fusión realmente viable en los próximos años, pero el ARC del MIT es un nuevo paso adelante hacia ese futuro.