El reactor de fusión nuclear de China, apodado el «sol artificial», ha superado un límite de fusión clave al arrojar plasma más allá de su rango operativo normal, estimulando el lento progreso de la humanidad hacia una energía limpia ilimitada.
Tokamak superconductor avanzado experimental (Este) plasma colocado – alta energía El cuarto estado de la materia. – es estable en concentraciones extremas, lo que hasta ahora se consideraba un obstáculo importante en el desarrollo de la fusión nuclear. declaración Publicado por la Academia China de Ciencias.
Fusión nuclear Proporciona potencial ilimitado de energía limpia. En otras palabras, poder sin mucho Residuos nucleares O el calentamiento climático Emisiones de gases de efecto invernadero Liberado por la quema de combustibles fósiles. Los nuevos hallazgos, publicados el 1 de enero en la revista Avances de la cienciaPodría acercar a nuestra especie un paso más a desbloquear esta fuente de energía, que algunos investigadores afirman que podemos aprovechar. En décadas.
Aunque la tecnología de fusión nuclear lleva más de 70 años en desarrollo y sigue siendo una ciencia experimental, los reactores suelen utilizar más energía de la que producen. Mientras tanto, los científicos del clima piden profundidad Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero Ahora las consecuencias Cambio climático Ya se está experimentando en todo el mundo. Por lo tanto, es poco probable que la fusión nuclear represente una solución práctica a la actual crisis climática, pero podría impulsar nuestro mundo en el futuro.
Los reactores de fusión están diseñados para fusionar dos átomos ligeros en un solo átomo pesado mediante calor y presión. Al hacerlo, producen energía similar a la del Sol. Sin embargo, el Sol tiene una presión más alta que los reactores de la Tierra, por lo que los científicos lo compensan ensamblando plasma caliente a una temperatura mucho más alta que la del Sol.
El EAST de China es un reactor de resonancia magnética, o tokamak, diseñado para quemar plasma durante largos períodos de tiempo. El reactor calienta el plasma y lo atrapa dentro de una cámara con forma de rosquilla mediante potentes campos magnéticos. Los reactores Tokamak aún tienen que lograr la ignición por fusión, la etapa en la que el proceso de fusión se vuelve autosostenible, pero el reactor EAST está aumentando el tiempo. Mantener un circuito de plasma estable y altamente confinado..
Un obstáculo para los investigadores de la fusión es el límite de concentración, conocido como límite de Greenwald, más allá del cual los plasmas generalmente se vuelven inestables. Esta limitación es un problema porque la mayor densidad del plasma permite que más átomos choquen entre sí, reduciendo así el costo energético de la combustión, mientras que la inestabilidad mata la reacción de fusión.
Para superar el límite de Greenwald, los científicos de East gestionaron cuidadosamente la interacción del plasma con las paredes del reactor controlando dos parámetros clave cuando se puso en marcha el reactor: la presión inicial del gas combustible y Calentamiento por resonancia de ciclotrón electrónico.o la frecuencia a la que los electrones en un plasma absorben microondas. Esto mantiene el plasma estable en concentraciones extremas de 1,3 a 1,65 veces más allá del límite de Greenwald, más de 0,8 a 1 del rango operativo normal del tokamak, según el estudio.
Esta no es la primera vez que Greenwald viola el límite. Por ejemplo, el tokamak de la Instalación Nacional de Fusión DIII-D del Departamento de Energía de EE. UU. en San Diego cruzó el límite En 2022, y nuevamente en 2024, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison en Wisconsin anunciaron que habían logrado un plasma tokamak casi estable. 10 veces el límite de Greenwald Utilizando una herramienta práctica.
Sin embargo, la brecha en EAST permitió a los investigadores calentar el plasma por primera vez a un estado previamente teorizado conocido como «régimen libre de densidad», donde el plasma permanece estable a medida que aumenta la densidad. Se han realizado investigaciones basadas en la teoría. Autoorganización de la pared de plasma. (PWSO), según el comunicado, propone que un régimen libre de densidad es posible cuando la interacción entre el plasma y las paredes del reactor se equilibra cuidadosamente.
Los avances logrados en el ESTE y los EE.UU. informarán el desarrollo de nuevos reactores. Tanto China como Estados Unidos son parte de ello. Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER), una colaboración entre docenas de países para construir El tokamak más grande del mundo En Francia.
ITER será otro reactor experimental diseñado para crear fusión continua con fines de investigación, pero podría allanar el camino para plantas de energía de fusión. Se espera que el reactor ITER comience a producir reacciones de fusión a gran escala en 2039.
