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El nuevo desviador Super-X podría cambiar las reglas del juego para crear plantas de energía de fusión que puedan generar electricidad asequible y eficiente.
Los científicos han probado con éxito un concepto pionero en el mundo que podría superar uno de los principales obstáculos en el desarrollo de la energía de fusión.
Los resultados iniciales del experimento MAST Upgrade de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) indican la eficacia de un innovador sistema de escape diseñado para hacer que las centrales eléctricas de fusión compactas sean comercialmente viables.
Los expertos dicen que sin emisiones de gases de efecto invernadero y abundantes combustibles, la fusión puede ser una parte segura y sostenible del suministro de energía mundial en el futuro.
La energía de fusión se basa en el mismo principio por el cual las estrellas generan calor y luz. El reactor sobrecalienta un gas, lo que obliga a los electrones a salir de los átomos dentro del gas y crea un plasma. Este plasma está contenido por un poderoso campo magnético creado por un dispositivo llamado tokamak.
A temperaturas tan altas, los núcleos dentro del plasma pueden aplastarse entre sí. Esta fusión libera enormes cantidades de energía que pueden generar electricidad.
Un desafío clave para obtener tokamaks en la red eléctrica es eliminar el exceso de calor producido durante las reacciones de fusión. Sin un sistema de escape para manejar el intenso calor, los materiales deberán reemplazarse regularmente, lo que afectará significativamente la cantidad de tiempo que podría operar una planta de energía.
Pero un experimento reciente sugiere que el nuevo sistema, conocido como desviador Super-X, permitiría que los componentes de los tokamaks comerciales duren mucho más. Esto aumentaría en gran medida la disponibilidad de la planta de energía, mejorando su viabilidad económica y reduciendo el costo de la electricidad de fusión, dicen los investigadores.
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Las pruebas en MAST Upgrade, en Culham, cerca de Oxford, que comenzó a operar en octubre de 2020, han mostrado una reducción de al menos 10 veces en el calor de los materiales con el sistema Super-X.
Según los expertos, esto podría cambiar las reglas del juego para crear plantas de energía de fusión que puedan generar electricidad asequible y eficiente.
UKAEA planea construir un prototipo, conocido como STEP, a principios de la década de 2040, utilizando una máquina compacta llamada ‘tokamak esférico’.
El éxito del desviador Super-X es un impulso para los ingenieros que diseñan el dispositivo STEP, ya que es especialmente adecuado para el tokamak esférico.
Los resultados se anunciarán el miércoles 26 de mayo, en la inauguración oficial de la instalación MAST Upgrade, donde el astronauta británico Tim Peake está creando su propia estrella artificial mediante la realización de una prueba de plasma en la máquina.
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“Estos son resultados fantásticos. Son el momento en el que nuestro equipo en UKAEA ha estado trabajando durante casi una década”, dijo el científico principal de UKAEA en MAST Upgrade, el Dr. Andrew Kirk.
“Construimos MAST Upgrade para resolver el problema de los gases de escape de las centrales eléctricas 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 el que 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.
Kirk dijo que Super-X es un desarrollo fundamental 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 al mundo energía baja en carbono de la fusión”.
“El plan del Reino Unido es completar la construcción de este dispositivo STEP para la década de 2040”, dijo el profesor Ian Chapman, director ejecutivo de UKAEA.
“Eso es comparable a lo que los chinos en los EE. UU. también defienden en torno a esa línea de tiempo.
“En términos de los desafíos que quedan para llegar a una planta de energía prototipo, bueno para agotar el calor de un dispositivo compacto, esto era absolutamente esencial.
“Entonces, sin estos resultados, no hubiéramos podido continuar por el camino del diseño de una máquina compacta, porque si no puedes sacar el calor, definitivamente no puedes construir una planta de energía como esa, así que es un resultado realmente esencial.
“Es por eso que es tan importante para la base de estas centrales eléctricas compactas y más baratas.
“Por supuesto, aún podría tomar el camino de la gran, gran central eléctrica, pero eso conlleva un costo de capital y, por lo tanto, debe pagar sumas significativas de dinero cada vez que construye una central eléctrica como esa”.