Dos empresas británicas confían en el avance de la fusión nuclear

Dos pequeñas empresas británicas creen que están al borde de un avance que ha eludido a los científicos durante más de 60 años: entregar energía limpia y barata aprovechando la reacción de fusión nuclear que alimenta al sol.

El fracaso de los intentos sostenidos de desarrollar la energía de fusión desde la década de 1950 ha dejado la empresa manchada por afirmaciones de que es un recado tonto. Pero esto no ha disuadido a los inversores de apoyar a los científicos que trabajan en enfoques muy diferentes en dos laboratorios privados en Oxfordshire: Fusión de Energía Tokamak y Primera Luz.

Ambos se han fijado el ambicioso objetivo de entregar un reactor en funcionamiento listo para su comercialización en 2030, 10 años antes que la cercana Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido, que dirige el programa de fusión financiado por el Estado.

En la década de 1950, la UKAEA construyó el reactor de fusión Zeta, que fue aclamado en ese momento como un triunfo tecnológico británico que ofrecía una potencia ilimitada demasiado barata para medir. Zeta cerró en 1968 al no poder producir energía útil.

Sin embargo, los recientes avances técnicos han convencido a los inversores para bombear £50 millones a Tokamak Energy y otros £25 millones a First Light Fusion.

Al mismo tiempo, la UKAEA está trabajando en una nueva generación de reactores de fusión en su Centro de Ciencias Culham, todos basados en el diseño «tokamak» que se originó en la Unión Soviética en la década de 1950. Este recipiente de reacción redondo mantiene el combustible, un plasma de deuterio y tritio sobrecalentado, en su lugar con potentes imanes mientras eleva su temperatura por encima de los 100mC para que los núcleos atómicos se fusionen y liberen grandes cantidades de energía.

UKAEA está trabajando en el diseño de su reactor experimental de próxima generación, conocido como Step (Tokamak Esférico para Producción de Energía), para el cual el gobierno anunció una inversión pública de £220 millones justo antes de las elecciones generales. Boris Johnson, el primer ministro, se entusiasmó con la tecnología durante la campaña electoral y parecía comprometido personalmente a mantener lo que llamó el «líder global» de Gran Bretaña en investigación de fusión.

«El reactor Step será un plan innovador para una central de energía de fusión impulsada comercialmente, que ofrecerá la perspectiva realista de construir una central eléctrica para 2040», dijo Ian Chapman, director ejecutivo de UKAEA.

Pero las empresas privadas de fusión de Oxfordshire tienen horarios más ambiciosos. Tokamak Energy, que surgió de UKAEA en 2009 y emplea a 80 personas en la cercana Milton, está lista para dar el siguiente paso después de calentar plasma en su reactor SP40 a 15mC. «Estamos en curso para 100mC, la temperatura a la que podría comenzar la fusión, para el próximo mes de marzo», dijo David Kingham, vicepresidente ejecutivo.

El objetivo de Tokamak Energy es generar energía de fusión para 2025 y tener una planta comercial lista para 2030. «Entendemos que los laboratorios del gobierno deben ser más cautelosos en sus horarios», dijo el Sr. Kingham. «Prevemos tener un dispositivo de 150 MW que podamos licenciar a personas que son buenas construyendo plantas de energía.»

First Light Fusion, nacida en la universidad de Oxford en 2011, es pionera en un enfoque bastante diferente. En lugar de confinar los reactivos dentro de un campo magnético fuerte y sobrecalentarlos, su objetivo es lograr las condiciones extremas necesarias para iniciar la fusión disparando un gran número de pequeños proyectiles de cobre simultáneamente a velocidad hipersónica en una pequeña cápsula que contiene combustible de deuterio y tritio.

«Mientras que la fusión magnética es como un horno que siempre está encendido, nuestra fusión de proyectiles es un proceso pulsado que transfiere energía de cada disparo al refrigerante de litio líquido», dijo Nick Hawker, director ejecutivo de First Light.

Dijo que esperaba demostrar a principios de 2020 que el sistema logra la fusión y apunta al santo grial, conocido como «ganancia», que es cuando el reactor genera más energía de la que se usa para provocar la reacción en 2024. First Light ya está trabajando con la empresa de ingeniería Mott MacDonald en el diseño de un reactor comercial, con el objetivo de tener una planta de fusión que alimente la red a principios de la década de 2030.

«Apoyo mucho a las empresas privadas de fusión y UKAEA se compromete a trabajar con ellas para ayudar a desarrollar su tecnología», dijo el Sr. Chapman. «La promesa de la fusión es tan grande que siempre habrá un lugar para la innovación en el diseño.»

Mientras tanto, la UKAEA sigue administrando el país la participación en grandes proyectos de fusión. En Culham alberga el Torus o JET Europeo Conjunto, el tokamak más grande y potente del mundo y el centro del programa de investigación sobre fusión de la UE.

JET ha estado operando desde 1983. Un punto culminante llegó en 1997 cuando se alimentó con una mezcla de reacción de deuterio y tritio y alcanzó un récord mundial de potencia de fusión de 16 megavatios en 1997, aunque esto fue menor que la energía utilizada para calentar el plasma.

En los últimos años, los experimentos en JET han ayudado al diseño y la construcción de Iter, una máquina de fusión a gran escala con un recipiente de reacción de 10 metros de altura (en comparación con 4,3 metros para JET) que está construyendo un consorcio mundial de gobiernos en el sur de Francia.

Acosado por retrasos y sobrecostos — la estimación actual es de 2 22 mil millones — Iter está programado para comenzar a operar en 2025. El programa prevé que el JET opere al menos hasta 2024, incluidas más tiradas con combustible de deuterio y tritio, aunque este programa dependerá de la relación posterior al Brexit del Reino Unido con la UE y Euratom.

Aunque nadie sabe exactamente cuándo llegará la energía de fusión comercial y en qué forma, el Sr. Chapman expresó su total confianza en su llegada final. «Tendremos fusión», dijo, » y Oxfordshire estará estrechamente involucrado en hacer que suceda.”