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KSTAR rompe el récord de fusión nuclear

El «sol artificial» de Corea del Sur ha establecido un nuevo récord de fusión después de supercalentar un bucle de plasma a 180 millones de grados Fahrenheit (100 millones de grados Celsius) durante 48 segundos, anunciaron los científicos.

El reactor Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) rompió el récord mundial anterior de 31 segundos, establecido por el mismo reactor en 2021. Este avance es un paso pequeño pero impresionante en el largo camino hacia una fuente de energía limpia casi ilimitada.

Los científicos han estado intentando aprovechar el poder de la fusión nuclear —el proceso por el cual las estrellas queman— durante más de 70 años. Al fusionar átomos de hidrógeno para hacer helio bajo presiones y temperaturas extremadamente altas, las estrellas de la secuencia principal convierten la materia en luz y calor, generando enormes cantidades de energía sin producir gases de efecto invernadero ni residuos radiactivos de larga duración.

Sin embargo, replicar las condiciones que se encuentran en el interior de los corazones de las estrellas no es una tarea sencilla. El diseño más común para los reactores de fusión —el tokamak— funciona supercalentando plasma (uno de los cuatro estados de la materia, compuesto por iones positivos y electrones libres cargados negativamente) y atrapándolo dentro de una cámara de reactor en forma de rosquilla con campos magnéticos poderosos.

Mantener las bobinas turbulentas y supercalentadas de plasma en su lugar el tiempo suficiente para que ocurra la fusión nuclear, sin embargo, ha sido un proceso meticuloso. El científico soviético Natan Yavlinsky diseñó el primer tokamak en 1958, pero nadie ha logrado crear un reactor que pueda producir más energía de la que consume.

Uno de los principales obstáculos ha sido cómo manejar un plasma que está lo suficientemente caliente para fusionarse. Los reactores de fusión requieren temperaturas muy altas —mucho más calientes que el sol— porque deben operar a presiones mucho más bajas que donde la fusión ocurre naturalmente en los núcleos de las estrellas. El núcleo del sol real, por ejemplo, alcanza temperaturas de alrededor de 27 millones de F (15 millones de C) pero tiene presiones aproximadamente iguales a 340 mil millones de veces la presión del aire al nivel del mar en la Tierra.

Cocinar plasma a estas temperaturas es la parte relativamente fácil, pero encontrar una manera de controlarlo para que no queme el reactor sin arruinar también el proceso de fusión es técnicamente complicado. Esto generalmente se hace ya sea con láseres o campos magnéticos.

Para extender el tiempo de combustión de su plasma desde la última carrera récord, los científicos ajustaron aspectos del diseño de su reactor, incluyendo la sustitución de carbono por tungsteno para mejorar la eficiencia de los «divertores» del tokamak, que extraen calor y cenizas del reactor.

«A pesar de ser la primera prueba realizada en el entorno de los nuevos divertores de tungsteno, las pruebas exhaustivas de hardware y la preparación de la campaña nos permitieron alcanzar resultados que superaron los registros anteriores de KSTAR en un corto período», dijo en un comunicado Si-Woo Yoon, director del Centro de Investigación KSTAR.

Los científicos de KSTAR tienen como objetivo llevar el reactor a sostener temperaturas de 180 millones de F durante 300 segundos para 2026.

El récord se une a otros establecidos por reactores de fusión competidores en todo el mundo, incluido uno por la instalación Nacional de Ignición (NIF).

Fuente: KSTAR research center

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