Fusión por Confinamiento Magnético

El desarrollo de los reactores nucleares de fusión, se centra actualmente en cualquiera de los procesos, de reactores de confinamiento magnético o confinamiento inercial. Incluso si se lograra generar las temperaturas extremadamente elevadas, necesarias para iniciar las reacciones de fusión nuclear, no hay depósito de material que pueda soportar tales temperaturas.

Una solución a este dilema es mantener el plasma caliente fuera del contacto con las paredes de su contenedor, manteniéndolo en movimiento en trayectorias circulares o helicoidales, por medio de la fuerza magnética sobre partículas cargadas.

Un enfoque para el confinamiento magnético es el de tokamak, utilizado en el Reactor de Prueba de Fusión Tokamak (TFTR) en Princeton. Ese proyecto ya ha concluido, y un gran consorcio internacional tiene en desarrollo el ITER para desarrollar aún más la fusión por confinamiento magnético, con el objetivo de producir energía.

Reactor de Ensayo de Fusión Tokamak

El más conocido de los reactores de ensayo de fusión nuclear, es el TFTR en Princeton. Se trata de un reactor de confinamiento magnético, que utiliza la geometría toroidal del tokamak, un primer dispositivo desarrollado en la URSS. Operó en Princeton desde 1982 hasta 1997, e hizo muchas contribuciones al estudio de la fusión nuclear. Utiliza una combinación de dos campos magnéticos para confinar y controlar el plasma. Uno es proporcionado por un conjunto de bobinas externas con forma de rosquilla, que proporcionan un campo magnético a lo largo del eje del toroide, llamado campo toroidal. El otro, es generado por la gran corriente de calentamiento a lo largo del toroide que calienta el plasma, y se llama campo poloidal. Esta corriente de calentamiento, es inducida mediante el cambio en los campos magnéticos de las bobinas de inducción centrales, y supera el millón de amperios. Además del calentamiento del plasma por esta corriente axial, este también es calentado, por intensos rayos de átomos neutros que se inyectan en él.

En diciembre de 1993, el TFTR produjo un nivel de potencia de salida, de 5,6 millones de vatios en una reacción de fusión controlada. Aunque en la entrada del dispositivo se necesitó mas energía que la anterior, esto representó un avance significativo hacia el "punto de equilibrio", el punto en el que la potencia de salida es igual a la potencia de entrada. También se informó de progreso, en el Joint European Torus (JET) en Inglaterra, que produjo 1,7 millones de vatios de potencia de salida en 1991. El ITER está en desarrollo, teniendo como objetivo, demostrar la viabilidad de la producción de energía por fusión por confinamiento magnético.

El TFTR alcanzó una temperatura de 5,1 x 10⁸ K, por encima de la temperatura de ignición crítica para la fusión D-T, y se ha acercado mucho al criterio Lawson, aunque no al mismo tiempo. La temperatura alcanzada por el TFTR, fué el récord de temperatura más alta. Fué más de 30 veces la temperatura del núcleo del Sol, que es de aproximadamente 1,5 x 10⁷ K.

Referencias:
Tokamak Fusion Test Reactor, Princeton
Mas Detalles del TFTR