El MIT y Bill Gates se unen para investigar la fusión nuclear comercial

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Photo credit: Credit: T. Henderson, CFS/MIT-PSFC, 2020
Photo credit: Credit: T. Henderson, CFS/MIT-PSFC, 2020

Una empresa derivada del MIT, financiada en parte por Bill Gates, firmó el mes pasado un nuevo acuerdo para seguir investigando la fusión nuclear durante al menos los próximos cinco años, en un intento de hacer realidad la fusión nuclear comercial.

El Commonwealth Fusion System (CFS), que recibe el nombre de la Mancomunidad de Massachusetts, continuará su colaboración establecida con el Plasma Science and Fusion Center (PSFC) del MIT, un laboratorio de investigación dedicado al estudio de los plasmas, la ciencia y la tecnología de la fusión. Este tipo de colaboración es bastante habitual en la investigación científica de vanguardia, donde hay patentes y tecnologías propias en juego.

El CFS y el MIT llevan años colaborando en la investigación de un imán superconductor que, según creen, permitirá alcanzar el umbral de ignición de la energía de fusión nuclear. El pasado mes de septiembre, la asociación logró el campo magnético de alta temperatura más potente jamás creado en la Tierra, utilizando el electroimán superconductor de alta temperatura para crear una intensidad de campo de 20 teslas.

Los imanes van a un dispositivo llamado tokamak, que es un reactor de la era espacial que utiliza una cantidad asombrosa de energía en un esfuerzo por producir al menos un poco más de energía de la que consume la máquina. Un tokamak es un reactor con forma de rosquilla o esférica en el que se arremolina una corriente de plasma. El plasma está demasiado caliente para que lo contenga un material tradicional, por lo que un potente campo magnético lo mantiene en su sitio. Aquí es donde entran en juego los imanes superconductores del CFS, ya que los electroimanes consumen mucha energía en los diseños de tokamak. Un imán superconductor es uno que funciona sin ninguna resistencia, lo que podría reducir la cantidad de energía necesaria para mantener el campo magnético.

Sin embargo, el coste energético sigue siendo elevado, ya que los imanes deben enfriarse a temperaturas extremadamente bajas para poder funcionar. Esto ayuda a explicar por qué, a pesar de los esfuerzos realizados en todo el mundo a distintas escalas, la fusión nuclear todavía no ha generado más energía de la que se necesita para alimentar estas complejas máquinas tokamak. Todas las tecnologías de fusión nuclear dependen de algún tipo de extremo en la temperatura, en la presión o en la velocidad, igualando las condiciones en las que la fusión se produce naturalmente en el espacio exterior.

Las empresas como el CFS suelen crearse en instituciones de investigación o incluso en laboratorios gubernamentales; esto se debe a que a estos laboratorios les gusta centrarse en el desarrollo de nuevas ideas y ofrecer a los investigadores algo que estudiar de primera mano. Las empresas de nueva creación que no se dedican a la investigación académica suelen acabar encargándose de la tarea de convertir esas ideas de vanguardia en, por ejemplo, centrales eléctricas comerciales.

Photo credit: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021
Photo credit: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021

En este caso, la asociación es un poco de ambas cosas, ya que el MIT proporciona un flujo constante de estudiantes de posgrado y postdoctorales que quieren trabajar en el perfeccionamiento continuo de la tecnología del tokamak del CFS. "El CFS construirá el tokamak SPARC y desarrollará un producto de fusión comercial, mientras que el MIT PSFC se centrará en su misión principal de investigación y educación de vanguardia", afirma el director del PSFC, Dennis Whyte, en un comunicado. Whyte es un físico nuclear cuyo trabajo en el MIT es la base del SPARC.

Aunque el núcleo de ese trabajo está establecido -la reacción de fusión, la idea del tokamak y los imanes superconductores del PSFC-, aún queda por resolver gran parte de la logística, como la forma de construir un reactor comercial cuyos materiales sean capaces de transferir el calor extremo.

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