![](\"https:\/\/www.cchen.cl\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/ITER_portada__1110x357.jpg\")
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\u00bfTe imaginas c\u00f3mo podr\u00edamos replicar un Sol en la Tierra? S\u00ed, as\u00ed es, hablamos -nada m\u00e1s y nada menos- que del Sol, la estrella que, a pesar de ser la m\u00e1s cercana a nuestro planeta, se ubica a casi 150 millones de kil\u00f3metros, y cuyo n\u00facleo posee una temperatura aproximada de 15 millones de grados cent\u00edgrados.<\/p>\n
Lo primero que debemos saber es que toda esa energ\u00eda liberada por el Sol, en forma de luz y calor, se origina en su n\u00facleo, como resultado de reacciones nucleares de fusi\u00f3n. Estas reacciones son protagonizadas por n\u00facleos de hidr\u00f3geno que chocan entre s\u00ed y se fusionan, dando lugar a un n\u00facleo m\u00e1s pesado de helio y liberando energ\u00eda, que llega a la Tierra en forma de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica.<\/p>\n Todo lo anterior es para contextualizar un hito que se produjo el martes 28 de julio, en Cadarache, Francia, donde se inaugur\u00f3 la fase de ensamblaje del Reactor Experimental Termonuclear ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), cuyo objetivo es producir energ\u00eda neta a partir de la fusi\u00f3n nuclear. En simples palabras, consiste en reproducir un Sol en la Tierra.<\/p>\n Ya lo dec\u00edamos: este proceso de fusi\u00f3n nuclear es la forma en que las estrellas producen energ\u00eda y para ello, requiere como combustible dos tipos de hidr\u00f3geno, los is\u00f3topos deuterio y tritio. El deuterio es abundante en el agua de mar (33 miligramos de deuterio por litro) y el tritio -escaso en forma natural- es posible de obtener a partir del litio.<\/p>\n La idea de desarrollar un proyecto colaborativo de esta envergadura naci\u00f3 en 1985. Tres a\u00f1os m\u00e1s tarde, se firm\u00f3 el primer acuerdo internacional y se inici\u00f3 su dise\u00f1o conceptual. Hoy, ya se construye en Francia el experimento de fusi\u00f3n nuclear por confinamiento magn\u00e9tico (tokamak, m\u00e1quina dise\u00f1ada para investigar la fusi\u00f3n nuclear controlada) m\u00e1s grande del mundo.<\/p>\n Este ambicioso proyecto re\u00fane a 35 pa\u00edses, quienes aportan un presupuesto que supera los 24 mil millones de d\u00f3lares, dividido en millonarias cuotas y en proyectos de investigaci\u00f3n cient\u00edfica, cuyos resultados son compartidos a todos los miembros.<\/p>\n Su objetivo es construir el primer reactor de fusi\u00f3n nuclear de 500 MW, capaz de funcionar en forma continua durante ocho minutos, produciendo m\u00e1s energ\u00eda de la que consume. Esto se traduce en una ganancia de energ\u00eda de Q=10. Un dato: Q es el factor de multiplicaci\u00f3n de potencia, lo que quiere decir que al inyectar una potencia de 50 MW a un experimento, este debe producir 10 veces m\u00e1s potencia, es decir, 500 MW.<\/p>\n Pero no es tan f\u00e1cil como suena, porque para lograr ese objetivo, ITER debe ser capaz de producir los 500 MW de potencia de fusi\u00f3n nuclear y, hasta ahora, el r\u00e9cord es de Q=0.67, alcanzado por el Joint European Torus de Reino Unido que, en el a\u00f1o 1997, logr\u00f3 16 MW de potencia de fusi\u00f3n, a partir de 24 MW de potencia introducida al plasma. Como dijimos anteriormente, ITER est\u00e1 dise\u00f1ado para producir un factor de multiplicaci\u00f3n Q=10, que significa 500 MW de energ\u00eda de fusi\u00f3n a partir de 50 MW de potencia introducida al plasma.<\/p>\n Y, aunque su objetivo no es transformar esa energ\u00eda en energ\u00eda el\u00e9ctrica, s\u00ed ser\u00e1 capaz de demostrar que es posible producir energ\u00eda neta a partir de la fusi\u00f3n nuclear, y tambi\u00e9n que es factible integrar los experimentos actuales de fusi\u00f3n a escala menor con las operaciones que desarrollan las plantas de fusi\u00f3n nuclear de potencia, junto con probar tecnolog\u00edas de calentamiento, control, diagn\u00f3stico, criogenia (t\u00e9cnicas de enfriamiento) y mantenci\u00f3n remota.<\/p>\n Otro de sus desaf\u00edos ser\u00e1n las pruebas de producci\u00f3n de tritio en un ambiente de fusi\u00f3n, a partir de las paredes del reactor que incluyan litio. Para recordar, el tritio se produce por el bombardeo de blancos de litio con neutrones libres.<\/p>\n Finalmente, esta iniciativa tambi\u00e9n permitir\u00e1 demostrar las caracter\u00edsticas de seguridad con que operan los dispositivos de fusi\u00f3n, e igual de importante, su m\u00ednimo impacto en el medio ambiente.<\/p>\n Ver cronolog\u00eda de ITER\u00a0<\/a><\/p>\n Un reactor de fusi\u00f3n es un aut\u00e9ntico ejemplo de ingenier\u00eda extrema. \u00bfQu\u00e9 tal si te contamos que alcanza temperaturas incluso superiores a las del Sol (100 millones de grados)? Y m\u00e1s a\u00fan, que debe operar bajo condiciones de confinamiento magn\u00e9tico, que significa mantener confinado el plasma, para que permanezca unido, circulando solo por rutas predefinidas, sin contacto con las paredes del reactor, para as\u00ed mantener una temperatura y densidad plasm\u00e1tica \u00f3ptimas para la fusi\u00f3n.<\/p>\n Precisamente, la energ\u00eda que se genera a partir de los neutrones liberados durante la fusi\u00f3n, es absorbida por el cobertor de litio que rodea al aparato, y que se usa para generar tritio.<\/p>\n En esa l\u00ednea, parte de los desaf\u00edos implica el estudio de todos estos materiales, que est\u00e1n sometidos constantemente a la intensa radiaci\u00f3n de los neutrones y a potentes choques de calor. Por eso, hoy se est\u00e1n dise\u00f1ando materiales destinados a esta primera pared, que podr\u00edan ser capaces de resistir seis veces m\u00e1s calor que los actuales.<\/p>\n En el mundo se realizan diversos experimentos que aportan a la investigaci\u00f3n del confinamiento magn\u00e9tico, confinamiento inercial, de ciencias de materiales y de la f\u00edsica b\u00e1sica relacionada con la fusi\u00f3n nuclear, solo por nombrar algunos.<\/p>\n En particular, los investigadores del Laboratorio de F\u00edsica de Plasmas y Fusi\u00f3n Nuclear de la Comisi\u00f3n Chilena de Energ\u00eda Nuclear (CCHEN<\/abbr>), investigan fusi\u00f3n en experimentos peque\u00f1os, siendo l\u00edderes mundiales en el escalamiento y miniaturizaci\u00f3n de equipos plasma focus, con los que se obtiene plasmas con la misma densidad y temperatura que en las grandes instalaciones de plasma focus del mundo. Ver m\u00e1s<\/a>.<\/p>\n Entre los resultados m\u00e1s importantes que hemos obtenido como laboratorio, est\u00e1 el desarrollo de equipos miniaturizados de plasmas (caben sobre una mesa), que generan reacciones de fusi\u00f3n nuclear y, adem\u00e1s, choques de plasmas que, al interactuar con un material, producen un da\u00f1o equivalente al que se espera en ITER. Para entender lo que implica este \u201cda\u00f1o\u201d, debemos comprender que, aun cuando el plasma est\u00e9 confinado, se producir\u00e1n llamaradas y choques de plasma que llegar\u00e1n a las paredes de este reactor, con una potencia y energ\u00eda equivalente a un vag\u00f3n de 100 toneladas que choca con una pared a 220 km\/hora.<\/p>\n Leopoldo Soto, Doctor en F\u00edsica e investigador del Laboratorio de F\u00edsica de Plasmas y Fusi\u00f3n Nuclear, explica que \u201clo que hacemos es producir la misma cantidad de energ\u00eda por unidad de volumen que en los grandes experimentos de fusi\u00f3n del mundo, tipo plasma focus, pero en equipos 10 mil veces m\u00e1s peque\u00f1os, pr\u00e1cticamente el mismo escenario f\u00edsico pero a un considerable menor costo. Varios pa\u00edses se han inspirado en nuestras investigaciones y realizan experimentos similares a los nuestros<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n Tal como te cont\u00e1bamos, si bien ya comenz\u00f3 el ensamblaje del proyecto en Francia, a\u00fan no se desarrollan en el mundo los materiales con que se recubrir\u00e1 la pared interna del reactor, aquella que deber\u00e1 resistir los choques y llamaradas de plasmas.<\/p>\n Los equipos peque\u00f1os y miniaturizados desarrollados en la CCHEN<\/abbr> permiten estudiar el efecto en nuevos materiales en condiciones equivalentes a las que se espera tener en ITER (ver aqu\u00ed<\/a>). Por eso, nuestros investigadores tambi\u00e9n desarrollan modelos te\u00f3ricos relativos al efecto en materiales sometidos a estas condiciones extremas de choque y calor.<\/p>\n Para entender de manera sencilla y entretenida qu\u00e9 es la fusi\u00f3n nuclear<\/a> y conocer las investigaciones realizadas<\/a> en materiales para reactores de fusi\u00f3n nuclear, te invitamos a visitar el Canal Ciencia Entretenida<\/a> de nuestros investigadores.<\/p>\n Todas estas investigaciones se desarrollan en el marco de proyectos financiados por FONDECYT, proyectos Anillos de la ANID y proyectos del Organismo Internacional de Energ\u00eda At\u00f3mica, entre otros.<\/p>\n El Laboratorio de F\u00edsica de Plasmas y Fusi\u00f3n Nuclear de la CCHEN<\/abbr> est\u00e1 integrado por los investigadores, Dr. Leopoldo Soto (Director del proyecto Anillo ACT-172101), Dr. Cristian Pavez, Dr. Sergio Davis, Dr. Jos\u00e9 Moreno, Dr. Biswajit Bora, Dr. Gonzalo Avaria, Dr. Jalaj Jain, Dr. Rodrigo Andaur y por el profesional de apoyo t\u00e9cnico Sr. Marcelo V\u00e1squez.<\/p>\n <\/p>\n ______________________________________________________________________________________________<\/p>\n Cr\u00e9ditos: Foto de portada(archivo de Wikimedia Commons | Autor: OAK Ridge National Laboratory),\u00a0 Foto Pa\u00edses Participantes(Inkscape).<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" \u00bfTe imaginas c\u00f3mo podr\u00edamos replicar un Sol en la Tierra? 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El desaf\u00edo de la ingenier\u00eda y los materiales<\/h3>\n
Fusi\u00f3n Nuclear: \u00bfqu\u00e9 hacemos en la CCHEN<\/abbr>?<\/h3>\n
![\"Equipo](\"https:\/\/www.cchen.cl\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/plasma_termonuclear_cchen_foto_3.jpg\")