China ha destinado miles de millones a la investigación en fusión nuclear, una tecnología vista como posible giro para la energía mundial. Aunque la fusión tardó en materializar sus promesas, científicos chinos anunciaron un nuevo progreso: la observación de un estado de la materia que solo existía en modelos teóricos.
De acuerdo con Science Advances, el hito consistió en rebasar un umbral de densidad electrónica que, al superarse, suele interrumpir el funcionamiento del tokamak, la instalación donde se produce la fusión. El avance representa un nuevo escollo superado hacia la fusión sostenida, todavía distante en el tiempo.
“La operación con alta densidad de plasma es crucial para que un tokamak alcance el equilibrio energético y un plasma en combustión”, escribieron los investigadores. “Sin embargo, suele existir un límite empírico superior de la densidad electrónica en la operación de los tokamak, a saber, el límite de densidad de Greenwald, por encima del cual los tokamak generalmente se desestabilizan. Lograr una operación de alta densidad por encima del límite de densidad ha sido un desafío de larga data en la investigación de la fusión por confinamiento magnético”.
Este reto surge porque, al alcanzar ese umbral superior, el plasma pierde estabilidad y fiabilidad, con tendencia a liberar energía de forma espontánea, explicó Xinhua. El límite aparece en la frontera entre el plasma y la pared del tokamak, donde se concentran las mayores dificultades técnicas.
El equipo desarrolló un modelo teórico sobre la interacción entre el plasma y las paredes del tokamak. A partir de ese marco, ajustó de manera experimental el comportamiento del plasma para superar el límite de densidad de Greenwald sin provocar inestabilidad ni descargas energéticas imprevistas.
En términos prácticos, los científicos confirmaron experimentalmente la existencia de lo que denominan “una zona libre de densidad”, antes solo planteada en teoría. Este resultado no implica reactores de fusión inminentes, pero sí constituye otro avance gradual hacia un reactor de fusión operativo.
La fusión es el proceso natural que alimenta al Sol y a las estrellas, donde enormes cantidades de energía se generan mediante la unión de átomos ligeros, como el hidrógeno, que forman elementos más pesados, entre ellos el helio, bajo condiciones extremas de presión y temperatura.
Durante décadas, la fusión nuclear se consideró la solución definitiva para producir energía sin emisiones ni residuos. Sin embargo, los obstáculos técnicos del entorno necesario frenaron su desarrollo. El progreso lento alimentó el escepticismo sobre su viabilidad a la escala energética que demanda el mundo.
China mantiene una postura optimista y proyecta disponer de un reactor de fusión funcional en 2030. Solo en los últimos tres años, el país invirtió hasta $13.000 millones en esta área y diversificó sus esfuerzos en tres enfoques tecnológicos distintos.
Estos enfoques incluyen el confinamiento magnético, el confinamiento inercial y el magneto-inercial. El primero emplea imanes, el segundo utiliza láseres. El tokamak chino actual opera con confinamiento magnético, mientras se construye otro sistema que podría recurrir a láseres o corrientes eléctricas.
La investigación en fusión nuclear aceleró en años recientes gracias a avances relevantes, aunque persisten desafíos de ingeniería para pasar del laboratorio al mercado. En Estados Unidos crece la inquietud de que el progreso chino otorgue una ventaja estratégica, relegando al país a una posición secundaria.
“Las tecnologías de energía de fusión deben desarrollarse y desplegarse por naciones que defiendan los valores democráticos, la transparencia y la cooperación internacional, no por regímenes autoritarios que podrían explotar el dominio energético como un arma”, dijo el año pasado el congresista republicano Randy Weber al pedir mayor impulso a la fusión en EE. UU.