Cuando hablamos de un reactor de fusión, solemos imaginar una maquinaria enorme del tamaño de un pequeño edificio, y realmente suele ser así. El nuevo CFR (compact fusion reactor) de Lockheed Martin es distinto. Tiene el tamaño de un motor de avión, y el potencial de cambiar para siempre nuestra dependencia de los combustibles fósiles.

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Los reactores de fusión tienen numerosas ventajas sobre los de fisión nuclear. Son mucho más seguros y no producen tantos residuos radioactivos. Su funcionamiento se inspira en las reacciones termonucleares naturales que tienen lugar en el interior de las estrellas, solo que en vez de hidrógeno se suele utilizar deuterio y tritio para iniciarlas. El CFR no es, ni mucho menos, el único proyecto que trata de lograr un reactor de fusión compacto. Incluso hay entusiastas de la ingeniería que investigan estos dispositivos en sus garajes, pero Lockheed Martin no es precisamente un amateur con medios limitados.

El reactor de la compañía aeroespacial es obra de su división de proyectos avanzados, conocida como Skunk Works. En Aviation Week han obtenido permiso para visitar sus laboratorios y entrevistar al doctor Thomas McGuire, la mente detrás de este prototipo.

Un diseño completamente nuevo

La mayor parte de reactores de fusión funcionan por confinamiento magnético. La cámara principal del reactor está rodeada por unos gigantescos electroimanes que crean un campo magnético para confinar el plasma de su interior, que circula a 150 millones de grados centígrados. El principal problema de este diseño es que se necesita una gran cantidad de energía para crear la barrera magnética que confina el plasma y mantenerla refrigerada.

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Foto de la cámara toroidal de un gigantesco reactor Tokamak ruso. Vía Wikimedia Commons.

En lugar del diseño en forma de cilindro anular toroidal (con forma de dónut) que tienen proyectos de reactor de fusión como el Tokamak ruso (sobre estas líneas), McGuire y su equipo han apostado por un diseño completamente nuevo. La vasija principal del reactor es un tubo ahusado en los extremos. Esta forma permite aumentar radicalmente la cantidad de plasma que se puede generar en su interior. Los ingenieros de Lockheed Martin explican que esta es una limitación de diseño típica de los primeros reactores de fusión que se han planteado como el gigantesco ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, o Reactor Termonuclear Experimental Internacional), que se está construyendo en Francia.

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Gráfico que muestra la enorme estructura del reactor de fusión ITER, actualmente en construcción cerca de Cadarache, Francia.

Más energía en un tamaño 10 veces menor

El diseño de McGuire y su equipo permite, según los investigadores, aumentar el ratio de plasma que es capaz de albergar la cámara de una manera estable. McGuire explica que, en los diseños tradicionales heredados del Tokamak, el porcentaje de plasma atrapado en la cámara es apenas un 5% de la presión de confinamiento. Con su diseño, estos científicos esperan alcanzar la misma potencia del ITER (que se supone será de 20MW en 2020), pero en una máquina que tiene el tamaño de una turbina de avión.

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Estructura del CFR de McGuire y su equipo. Vía: Lockheed Martin

Si lo logran, habrían creado un motor capaz de proporcionar energía limpia, barata y continua a barcos, aviones e incluso naves espaciales. Además, el tamaño es escalable. En otras palabras, si se construye un reactor de fusión con ese diseño, pero del tamaño del ITER, podría generar electricidad para ciudades enteras.

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McGuire y su equipo calculan que un reactor de fusión de 100MW cabe en un camión, y podría suministrar energía a un barco de gran tonelaje, o a 80.000 hogares durante un año con solo 25 kilos de combustible nuclear. Además, el combustible que utiliza es una mezcla de deuterio y tritio. El primero puede extraerse del agua de mar, mientras que el segundo es un derivado del litio. El tritio es contaminante, pero las cantidades utilizadas son mínimas en comparación a los sistemas actuales. La contaminación radioactiva de la cámara del reactor también es mucho menor y menos duradera que la de los residuos de fisión nuclear.

¿Qué queda por hacer?

La gran pregunta es cuánto tiempo queda para que podamos ver esta maravilla en funcionamiento. La respuesta de McGuire es que aún tiene que pasar aproximadamente una década. Los ingenieros de Lockheed Martin planean desarrollar y probar una nueva versión del reactor cada año, con el primer prototipo funcional para 2019.

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Ese prototipo no funcionaría a plena potencia, sino que serviría para probar simplemente que todos los cálculos de física son correctos. Si es ese el caso, en otros cinco años, la compañía ya tendría el primer prototipo comercial, capaz de generar 100MW. Aún queda mucho, pero la perspectiva de terminar de una vez con la dependencia del petróleo y la fisión nuclear es realmente emocionante. [Skunk Works vía Aviation Week]

Foto de portada: Eric Schulzinger / Lockheed Martin

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