El «sol artificial» de China logra la localización completa de sus tecnologías clave gracias a los avances en dos imanes superconductores

Foto: VCG

Los dos imanes superconductores clave para los reactores de fusión del Tokamak Superconductor Avanzado Experimental (EAST) —conocido como el "sol artificial"— han superado con éxito la fase de aceptación del desarrollo y las pruebas de parámetros completos, lo que marca la localización total de todas las tecnologías fundamentales del proyecto, según informó el equipo de investigación el domingo.

Estos avances fueron logrados por investigadores del Instituto de Física de Plasma de la Academia China de Ciencias (ASIPP), situado en Hefei, provincia de Anhui, en el este de China.

Uno de los dos imanes superconductores utilizados en los reactores de fusión es un imán de campo toroidal. Con forma de letra D, mide 21 metros de largo, 12 metros de ancho y 3,3 metros de alto, y tiene un peso total de 582 toneladas métricas.

Wu Yu, investigador del ASIPP, explicó que el imán sirve para confinar el plasma, manteniéndolo dentro de la cámara de vacío sin que toque las paredes, según informó China Central Television (CCTV) News. La intensidad de su campo magnético guarda relación con la temperatura y la densidad requeridas para el plasma en futuras operaciones, añadió Wu.

El imán superconductor de campo toroidal puede entenderse como una jaula sellada construida con acero inoxidable de gran espesor, que actúa como un "recinto" aislante para la bola de fuego de plasma a alta temperatura, declaró el domingo Song Zhongping, experto chino en tecnología con experiencia en investigación electromagnética. Sin este imán, el plasma no podría mantenerse confinado de forma estable y se dispersaría directamente, haciendo imposibles las reacciones de fusión nuclear, agregó.

Song Yuntao, director del ASIPP, afirmó que todo el acero inoxidable especial, los materiales aislantes y los materiales superconductores utilizados en el imán son de fabricación nacional, lo que supone una localización del 100%.

En comparación con el imán equivalente desarrollado para el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), el modelo chino tiene un volumen 1,3 veces mayor y cuenta con el triple de capacidad de almacenamiento de energía, lo que lo convierte en el imán superconductor para reactores de fusión más grande del mundo hasta la fecha.

Wu añadió que, en el futuro, se ensamblarán 16 de estos imanes de campo toroidal para formar un campo magnético toroidal completo, el cual generará una intensidad de campo de 6,5 teslas en el centro.

Además del imán de campo toroidal, otro componente superconductor clave —la bobina solenoide central superconductora de alta temperatura— también ha superado las pruebas de parámetros en condiciones operativas completas, según el ASIPP.

Song Zhongping señaló que la bobina puede tanto iniciar la ignición del plasma para formar una bola de fuego de alta temperatura como controlar la posición del plasma durante todo el proceso. Sin ella, el plasma no lograría convertirse en una bola de fuego o esta perdería el control.

El ASIPP indicó que la función principal de la bobina de solenoide central es inducir y propulsar la corriente del plasma, ajustando al mismo tiempo de forma dinámica las configuraciones de confinamiento del plasma. Los datos medidos muestran que la bobina transporta de manera estable una corriente de 60 kiloamperios y almacena 6,03 megajulios de energía, alcanzando niveles de rendimiento líderes a escala internacional.

Este avance permite realizar reacciones de fusión de larga duración, alta potencia y estado estacionario, con capacidad para generar un suministro energético sostenido, afirmó Song Zhongping.

Qin Jinggang, subdirector del ASIPP, declaró que la corriente operativa nominal de la bobina, de 46,5 kiloamperios, multiplica varias veces la de la propia instalación EAST. Su rendimiento es un factor decisivo para determinar si la tecnología de fusión puede pasar de las instalaciones experimentales a las aplicaciones prácticas, añadió Qin.

La bobina de solenoide central también ha logrado una producción totalmente nacional: desde los materiales superconductores y el diseño estructural hasta el proceso completo de fabricación, según declaraciones de Qin.

Song Yuntao afirmó que los sucesivos avances en estos dos componentes superconductores fundamentales han consolidado aún más la base de ingeniería de superconductores de China para la construcción de reactores de fusión, impulsando la capacidad del país en materia de investigación y desarrollo independientes, así como en ingeniería y fabricación de instalaciones de fusión.

Estos dos imanes son piezas indispensables de los dispositivos de fusión nuclear de alta temperatura; la aplicación de ingeniería de la fusión controlada no podría materializarse si faltara alguno de ellos, señaló Song Zhongping.

La importancia de la producción totalmente nacional trasciende los dos equipos en sí; significa que, al aprovechar el escenario de aplicación de vanguardia de la fusión nuclear de alta temperatura, se desarrollan dos cadenas industriales completas —tanto para superconductores de baja como de alta temperatura—, lo que impulsa la modernización de toda la cadena industrial, afirmó el experto.