El reactor nuclear de Corea del Sur establece un récord

El 'sol artificial' de Corea del Sur logró recientemente una hazaña innovadora en la investigación de la energía de fusión al mantener con éxito un circuito de plasma a la asombrosa temperatura de 180 millones de grados Fahrenheit (equivalente a 100 millones de grados Celsius) durante unos impresionantes 48 segundos, según informaron los científicos. Este notable logro fue posible gracias a la puesta en servicio del Reactor Tokamak Superconductor de Investigación Avanzada de Corea (KSTAR), superando el récord mundial anterior de 31 segundos establecido en 2021. El importante progreso marcado por este logro representa un avance significativo hacia el objetivo final de desarrollar un Sin embargo, casi se limita a la energía limpia, pero es sólo un pequeño paso en el gran esquema de las cosas.

La comunidad científica lleva mucho tiempo comprometida en la búsqueda de liberar el potencial de la fusión nuclear, un proceso similar al mecanismo de generación de energía en las estrellas, que abarca más de siete décadas de investigaciones y experimentos dedicados. El principio básico implica fusionar átomos de hidrógeno para producir helio en condiciones de calor y presión extremos, reflejando el proceso de transformación observado en las estrellas de la secuencia principal que irradian luz y calor evitando al mismo tiempo la producción de gases de efecto invernadero o desechos radiactivos de larga duración. Sin embargo, simular las complejas condiciones que prevalecen en los núcleos estelares representa un enorme desafío para los investigadores.

El paradigma de diseño predominante para los reactores de fusión nuclear, conocido como tokamak, se basa en el concepto de plasma extremadamente caliente (un estado distinto de la materia caracterizado por el libre movimiento de iones positivos y electrones cargados negativamente) confinado a una vasija del reactor en forma de toro que Utiliza un fuerte magnetismo. campos. El principal obstáculo fue la ardua tarea de estabilizar las bobinas de plasma turbulentas y sobrecalentadas durante el tiempo suficiente para facilitar las reacciones de fusión nuclear. Los inicios del tokamak se remontan a 1958 con el trabajo pionero del científico soviético Natan Yavlinsky; Sin embargo, el elusivo objetivo de obtener ganancias netas de energía cero sigue sin lograrse hasta el día de hoy.

Un obstáculo crítico fue manejar el plasma a temperaturas propicias para reacciones de fusión, lo que requiere límites térmicos extremadamente altos que exceden incluso el calor abrasador del Sol. Los reactores de fusión requieren temperaturas de funcionamiento muy superiores a las que se encuentran en los núcleos estelares porque se necesitan presiones más bajas en comparación con las condiciones normales de fusión dentro de las estrellas. Por ejemplo, el núcleo del Sol registra temperaturas de aproximadamente 27 millones de grados Fahrenheit (15 millones de grados Celsius) mientras soporta presiones aproximadamente 340 mil millones de veces la presión atmosférica al nivel del mar en la Tierra.

Cocinar plasma a estas temperaturas extremas es una tarea que puede parecer relativamente sencilla, pero el verdadero desafío es encontrar una manera de contenerlo eficazmente en el reactor. Esta contención debe lograrse sin permitir que el plasma atraviese las paredes del reactor, garantizando al mismo tiempo que el proceso de fusión se desarrolle sin problemas. Las complejidades técnicas involucradas en este proyecto son muy complejas y requieren soluciones sofisticadas. Tradicionalmente, esta contención se realiza mediante láseres de alta energía o fuertes campos magnéticos, cada uno de los cuales tiene ventajas y limitaciones únicas.

Para ampliar la duración de la fase de combustión del plasma más allá del logro anterior, los investigadores realizaron una serie de modificaciones en la configuración del reactor. Estos cambios incluyeron la sustitución de componentes de carbono por tungsteno, un cambio destinado a mejorar el rendimiento de los inversores tokamak. Estos convertidores desempeñan un papel crucial a la hora de eliminar el exceso de calor y los subproductos del reactor, mejorando así su eficiencia general.

Si-Woo Yeon, director del Centro de Investigación KSTAR, destacó la importancia de realizar pruebas y preparación cuidadosas para lograr los notables resultados del experimento. A pesar de la naturaleza experimental del uso de los nuevos convertidores de tungsteno, una evaluación exhaustiva del hardware y una planificación cuidadosa permitieron a los investigadores superar las métricas de rendimiento de esfuerzos anteriores realizados en las instalaciones.

De cara al futuro, los científicos de KSTAR han fijado objetivos ambiciosos para el reactor, con el objetivo de mantener temperaturas de 180 millones de grados Fahrenheit durante 300 segundos para 2026. Este objetivo representa un avance importante en la investigación de la fusión y destaca la dedicación de los científicos combinados a los avances en este campo.

El reciente éxito del equipo KSTAR se suma a una serie de logros notables logrados por muchos reactores de fusión nuclear en todo el mundo. Entre estos logros dignos de mención se encuentra el logrado por la Instalación Nacional de Ignición de EE. UU., donde el núcleo del reactor demostró brevemente que la producción de energía excedía la entrada, un evento que atrajo mucha atención y elogios dentro y fuera de la comunidad científica.

fuente:

https://www.space.com/nuclear-fusion-reactor-south-korea-runs-48-thans