Los resultados iniciales del nuevo experimento de actualización MAST de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) en el Centro Culham de Energía de Fusión (CCFE) en Oxfordshire, Inglaterra, demostraron la efectividad de un sistema de escape innovador diseñado para hacer que las plantas de energía de fusión compactas sean comercialmente viables. El nuevo sistema de escape, llamado desviador Super-X, está diseñado para canalizar el plasma fuera de la máquina a temperaturas lo suficientemente bajas como para que sus materiales resistan, lo que significa que los componentes pueden durar mucho más.
Usando una máquina llamada ‘tokamak‘, una central eléctrica de fusión calentará un gas, o ‘plasma’, permitiendo que los tipos de combustible de hidrógeno se fusionen para liberar energía que puede generar electricidad. Un desafío clave para la comercialización de tokamaks es la eliminación del exceso de calor producido durante las reacciones de fusión. Sin un sistema de escape que pueda soportar este calor intenso, los materiales deberán reemplazarse con regularidad, lo que afectará significativamente la cantidad de tiempo que una planta de energía podría operar.
Las pruebas en MAST Upgrade, que comenzó a operar en octubre de 2020, han demostrado una reducción de al menos diez veces en el calor de los materiales con el sistema Super-X. Este sistema está diseñado para enfriar las partículas dirigiéndolas por un camino de escape más largo fuera del plasma.
«Este es un cambio de juego para lograr plantas de energía de fusión que puedan entregar electricidad asequible y eficiente», dijo CCFE.
El sistema de desvío Super-X, dijo, permitiría que los componentes de los tokamaks comerciales futuros duren mucho más, aumentando en gran medida la disponibilidad de la planta de energía, mejorando su viabilidad económica y reduciendo el costo de la electricidad de fusión.
«Estos son resultados fantásticos. Son el momento en el que nuestro equipo de UKAEA ha estado trabajando durante casi una década», dijo el científico principal de UKAEA en MAST Upgrade, Andrew Kirk. «Construimos MAST Upgrade para resolver el problema de los gases de escape de las plantas de energía de fusión compactas, y las señales indican que lo hemos logrado.
«Super-X reduce el calor en el sistema de escape desde un nivel de soplete hasta más como lo encontraría en el motor de un automóvil. Esto podría significar que solo tendría que ser reemplazado una vez durante la vida útil de una planta de energía. Es fundamental desarrollo para el plan del Reino Unido de poner una planta de energía de fusión en la red a principios de la década de 2040, y para llevar energía baja en carbono de la fusión al mundo «.
UKAEA anunció los resultados en la inauguración oficial de ayer de las instalaciones de MAST Upgrade, donde el invitado de honor, el astronauta británico Tim Peake, creó su propia ‘estrella’ artificial ejecutando una prueba de plasma en la máquina.
MAST Upgrade se basa en la máquina MAST (Mega Amp Spherical Tokamak) original, que funcionó entre 2000 y 2013. Se ha reconstruido para permitir un mayor rendimiento: pulsos más largos, mayor potencia de calentamiento y un campo magnético más fuerte. El proyecto está financiado por el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial del Reino Unido, el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas y el consorcio EUROfusion.
MAST Upgrade será el precursor del prototipo de planta de energía de fusión del Reino Unido, Spherical Tokamak for Energy Production (STEP), que se completará en 2040. UKAEA está diseñando STEP en un programa inicial de 220 millones de libras esterlinas (USD312 millones) financiado por el gobierno del Reino Unido y basado en el concepto de fusión esférica de tokamak de MAST Upgrade.
