ITER, Reactor Internacional de fusión termonuclear

 ITER, Reactor Internacional de fusión
termonuclear
Mario Alberto Castro Morales
La fusión nuclear es la fuente de energía de las estrellas, nuestro Sol
entre ellas. El proceso de fusión nuclear está controlado por dos clases
de fuerzas: la eléctrica y la nuclear. La eléctrica actúa a grandes
distancias y hace que los núcleos, que contienen carga positiva, se
repelan. La fuerza nuclear actúa a distancias extremadamente cortas y
hace que los núcleos se fusionen, con la consecuente ganancia de
energía; para lograr el acercamiento necesario, los núcleos deben
chocar a altas velocidades. Tanto los átomos como los núcleos se
mueven a velocidades mayores cuando su temperatura se eleva. Esto
significa que si se calienta suficientemente un combustible adecuado,
por ejemplo, una mezcla de deuterio y tritio (que son dos isótopos del
hidrógeno), la temperatura hará que las velocidades de los núcleos sean
suficientemente altas como para que la fusión se produzca: se habla
entonces de fusión termonuclear.
Como la repulsión eléctrica es proporcional al producto de las cargas
que se repelen, el acercamiento es más fácil para los núcleos ligeros,
pues llevan menos carga. Por eso, para conseguir la fusión nuclear se
puede usar, como ya se mencionó, el hidrógeno. De todas formas, el
rechazo entre las cargas significa una fuerte barrera que se opone a la
fusión y que de una forma u otra se debe vencer.
El proceso para lograr una reacción de fusión a partir del hidrógeno es el
siguiente: el deuterio y el tritio comenzarán a fusionarse a temperaturas
superiores a los 10 millones de grados centígrados, así los átomos
chocan con tanta fuerza que se rompen, separándose el núcleo
(positivo) de los electrones (negativos). Una mezcla de partículas con
carga eléctrica positiva y negativa en cantidades aproximadamente
iguales se conoce como plasma. Se dice generalmente que el plasma
constituye el cuarto estado de la materia, junto con los más conocidos
sólido, líquido y gaseoso. En él los átomos de hidrógeno se combinan o
fusionan para formar átomos más pesados (4He); parte de la materia se
convierte directamente en grandes cantidades de energía. Si
pudiésemos retener esta cantidad inimaginable de energía tendríamos la
posibilidad de iluminar una ciudad entera con una cantidad mínima de
plasma.
Uno de los proyectos más ambiciosos en la actualidad es, sin duda, la
construcción de ITER, un reactor de fusión nuclear capaz de producir
una energía semejante a la del interior del Sol. El ITER será construido
en el sur de Francia, en 40 hectáreas de la población de Cadarache,
cerca de la ciudad de Aix-en-Provence. Este reactor experimental de
fusión nuclear se basa principalmente en un diseño ruso, llamado
?tokamak?. El reactor utiliza la fusión nuclear (el tipo de energía que se
genera en el Sol), la que se perfila como una de las tecnologías para
generar en el futuro energía renovable, limpia y barata.
El ITER, reactor de fusión basado en el ?tokamak?, posee una
configuración magnética toroidal (con forma de dona). Su
funcionamiento es el siguiente: en su interior posee unas bobinas
magnéticas superconductoras situadas alrededor del recipiente
contenedor, que confinan el plasma e inducen una corriente eléctrica a
través de éste. Las reacciones de fusión se producen cuando el plasma
está bastante caliente y se encuentra lo más denso posible, así puede
contener durante suficiente tiempo los núcleos atómicos para que se
empiecen a fusionar. El volumen de plasma tiene que ser lo bastante
grande para conseguir las condiciones de multiplicación de energía.
Este gas de plasma se calienta a 200 millones de grados centígrados.
Una vez caliente, el plasma se mantiene confinado en el interior por
medio de campos magnéticos. Se obtiene entonces una ?masa? en
forma de ?dona? que generará de 400 a 700 megavatios de calor; esto
sucede sólo en los pocos minutos en que permanece estable. Con ello el
ITER puede ser capaz de producir la energía eléctrica que consume una
ciudad entera.
Por tratarse de algo tan costoso se necesita del esfuerzo conjunto de
varias naciones para sustentarlo, de ahí que su nombre sea ITER
(Internacional Thermonuclear Experimental Reactor o, en español,
Reactor Internacional de Fusión Termonuclear Experimental). Su costo
se estima en 10,300 millones de euros (1 ?= 13.4 $) por lo que se
convierte en uno de los proyectos más ambiciosos y nunca antes
concebidos (el proyecto número uno es la Estación Espacial
Internacional).
ITER está sostenido por un consorcio internacional iniciado en 1992
(desde 1985 ya se tenían acuerdos bilaterales entre EUA y la URSS) y
concluido en 2001; en él participan países como Japón, Rusia, Corea del
Sur, China, la Unión Europea (a través de EUROTOM) y los Estados
Unidos de Norte América. Estos países son los principales
contribuyentes. El objetivo del consorcio es demostrar que la fusión
nuclear posee un fin científico y tecnológico.
Una de las cualidades más importantes de este tipo de reactor es que la
energía de fusión es benigna con el medio ambiente, pues no contamina
el aire debido a que no produce dióxido de carbono. Y además el
combustible necesario para su operación (el hidrógeno) se obtiene de la
sustancia más abundante en nuestro planeta Tierra , el agua.
ITER significa ruta, camino, en latín. Se espera sea operable en 2016.
REFERENCIAS
http://www.iter.org/index.htm
http://www.cdti.es/
htt://www.iter.org