Fusion Reactor

Contexto y trasfondo

ITER (originalmente un acrónimo de Reactor Experimental Termonuclear Internacional, y que también significa 'el camino' o 'la vía' en latín) es un proyecto internacional de investigación e ingeniería sobre fusión nuclear. La cooperación internacional inicial comenzó en 1978 con el Reactor Tokamak Internacional, o INTOR, que contaba con cuatro socios: la Unión Soviética, la Comunidad Europea de la Energía Atómica, los Estados Unidos y Japón. El proyecto INTOR se estancó hasta que Mijaíl Gorbachov reavivó el interés en un proyecto colaborativo de fusión en una reunión de octubre de 1985 con el presidente francés François Mitterrand, y la idea se desarrolló aún más en noviembre de 1985 en la Cumbre de Ginebra con Ronald Reagan. El 21 de noviembre de 2006, los siete socios del proyecto acordaron formalmente financiar la creación de un reactor de fusión nuclear. ITER es financiado y operado por siete miembros: China, la Unión Europea (UE), India, Japón, Rusia, Corea del Sur y los Estados Unidos. Inmediatamente después del Brexit, el Reino Unido continuó participando a través del programa Fusion for Energy (F4E) de la UE hasta septiembre de 2023. Suiza participó a través de Euratom y F4E hasta 2021, aunque está previsto que se reincorpore en 2026 tras las negociaciones posteriores con la UE. ITER también tiene acuerdos de cooperación con Australia, Canadá, Kazajistán y Tailandia. La construcción del complejo de ITER en Francia comenzó en 2013, y el ensamblaje del tokamak comenzó en 2020. El presupuesto inicial era cercano a los 6 mil millones de euros, pero el costo total de construcción y operación se proyecta entre 18 y 22 mil millones de euros; otras estimaciones sitúan el costo total entre 45 y 65 mil millones de dólares, aunque estas cifras son discutidas por ITER. Independientemente del costo final, ITER ya ha sido descrito como el experimento científico más caro de todos los tiempos, el proyecto de ingeniería más complicado de la historia humana y una de las colaboraciones humanas más ambiciosas desde el desarrollo de la Estación Espacial Internacional y el Gran Colisionador de Hadrones.

Guía del lector

Uno de los objetivos principales de ITER es alcanzar un estado de 'plasma en combustión'. El plasma en combustión es el estado del plasma cuando más del 50% de la energía recibida para el calentamiento del plasma proviene de reacciones de fusión (no de fuentes externas). Ningún reactor de fusión había creado un plasma en combustión hasta que el proyecto competidor de fusión NIF alcanzó este hito el 8 de agosto de 2021 utilizando confinamiento inercial. En valores más altos de QDT, partes progresivamente mayores de la potencia de calentamiento del plasma serán producidas por reacciones de fusión. Esto reduce la potencia necesaria de los sistemas de calentamiento externo en valores altos de QDT. Cuanto más grande es un tokamak, más energía producida por la reacción de fusión se conserva para el calentamiento interno del plasma (y menos calentamiento externo se requiere), lo que también mejora su valor Q. Así es como ITER planea escalar su reactor tokamak. ITER no producirá electricidad. Producir electricidad a partir de fuentes térmicas es un proceso bien conocido e ITER no funcionará con una producción significativa de energía de fusión de forma continua. Agregar producción de electricidad a ITER aumentaría el costo del proyecto y no aportaría valor a los experimentos en el tokamak. Se espera que los reactores de clase DEMO que se planean después de ITER demuestren la producción neta de electricidad.

¿Sabías que?

• El mejor resultado obtenido en un tokamak es Q = 0.67 en el tokamak JET.
• El mejor resultado obtenido para la fusión en general es Q = 4.13, alcanzado en un experimento de fusión por confinamiento inercial de la Instalación Nacional de Ignición en abril de 2025.