energy_es 2

EFDA

Bobina de Campo
Poloidal

Bobina de Campo
Toroidal
Línea de Campo Magnético
Corriente del Plasma

Campos magnéticos
en un stellarator

Primer tok
Instituto K
(Federaci

Plasma

Campos magnéticos en un tokamak

Confinamiento magnético
El plasma, formado por iones de hidrógeno con
carga eléctrica positiva (protones) y electrones
cuya carga es negativa, se confina en una cámara de formatoroidal, alejado de las paredes
mediante intensos campos magnéticos. Este
modo de alcanzar la fusión, llamado “confinamiento magnético”, se basa en el fenómeno físico por el cual las partículas cargadas que constituyen el plasma orbitan alrededor de las líneas
del campo magnético. Si el campo magnético es
suficientemente fuerte y las líneas del campo
magnético forman superficies cerradas, los iones
yelectrones permanecen atrapados en estas
superficies magnéticas hasta que colisionan con
otra partícula. Principalmente, dos tipos de
máquinas se basan en esta idea: los tokamaks y
los stellarators. Existen otras configuraciones
magnéticas como las estricciones de campo
invertido (“reversed field pinch”) y los tokamaks esféricos. Hasta el momento, los tokamaks
son los que mejor resultado han dado.Para conseguir suficientes reacciones de fusión en un
dispositivo de confinamento magnético, es necesario calentar el plasma mediante microondas o
haces de partículas hasta alcanzar la temperatura
correcta. Una vez que el proceso de fusión
comienza se genera gran cantidad de los productos de la fusión, núcleos de helio y neutrones.

Plasma en ignición
Uno de los productos de las reacciones defusión D-T, los núcleos de helio (partículas alfa),
absorben el 20% (3,5 MeV) de la energía de
fusión liberada en forma de energía cinética.
Como están cargadas eléctricamente, las partí-

Hitos importantes e
culas alfa se frenan en el plasma confinado por
campos magnéticos y pueden transferir su energía al combustible de deuterio y tritio. Este proceso de “auto-calentamiento”, que sólo tiene
lugar endispositivos suficientemente grandes,
permite que se alcance la temperatura requerida
para la fusión con una pequeña aportación de
energía externa o incluso sin ella. En este último
caso se dice que el plasma está en ignición.
Además de los núcleos de helio, cada reacción
de fusión produce un neutrón que transporta el
80% (14 MeV) de la energía de fusión liberada.
Los neutrones no están confinadospor campos
magnéticos y pasan directamente al “manto” que
cubre las paredes del toroide, donde su energía
es absorbida. En una central de fusión, un sistema de refrigeración absorberá el calor del manto.
Del mismo modo que en una central eléctrica
convencional, este refrigerante puede utilizarse
para generar vapor, a través de intercambiadores,
mover las turbinas y así producir electricidad.Fusión inercial
La fusión nuclear también puede alcanzarse en
la tierra mediante el denominado “confinamiento inercial”. En este método una pastilla de unos
pocos milímetros de diámetro, rellena con combustible de deuterio y tritio, se ilumina simultáneamente con muchos haces de láseres de alta
potencia o haces atómicos. La ablación de la
superficie de las pastillas provoca la compresión
del resto,hasta tal punto que se produce un gran
número de reacciones de fusión en la zona central. El principal desafío de la fusión inercial es
lograr una iluminación uniforme y suficientemente potente con una alta frecuencia de repetición: en un reactor de fusión típico se deberían
calentar y quemar alrededor de 10 ó 20 pastillas
por segundo.

La investigación en fusión h
últimas décadas en todo el marrollaron rápidamente a pri
planificaron ya los primeros
y tritio. En 1991 se consigui
tierra las primeras reaccione
liberando una potencia de fu
tante hito para la fusión se l
y operado por físicos e inge
Torus), cerca de Oxford (Re
de fusión de hasta 10 MW e
el éxito del JET aumentó cu
encima de 10 MW durante a

El “siguiente paso”

Estos resultados, junto con o
mundo, han permitido el de
sarias...