China completa imán de 582 toneladas para su reactor de fusión, un paso hacia la energía de las estrellas

China acaba de completar un imán superconductor de 582 toneladas y 21 metros de largo, el más grande jamás construido para un reactor de fusión nuclear. El componente, desarrollado por el Instituto de Física del Plasma de la Academia China de Ciencias, puede almacenar 120 gigajulios de energía magnética, una capacidad tres veces superior a la del imán equivalente del proyecto ITER internacional. Se trata de un hito de ingeniería que marca un paso decisivo en la búsqueda de China por domesticar en la Tierra la energía de las estrellas.

Pero este logro no significa que China haya encendido ya un reactor de fusión funcional ni que disponga de una central generando electricidad. Lo que el país ha resuelto es uno de los problemas más difíciles de la física aplicada: construir campos magnéticos lo suficientemente poderosos para mantener encerrado un plasma calentado a más de 100 millones de grados sin que toque las paredes del reactor. El imán toroidal, con forma aproximada de D, mide 21 metros de largo, 12 metros de ancho y 3,3 metros de espesor. Durante su funcionamiento deberá transportar una corriente de 98.000 amperios y soportar campos magnéticos que pueden alcanzar 14,5 teslas. El Instituto de Física del Plasma asegura que el sistema ha sido diseñado para trabajar de forma fiable durante hasta 60 años bajo frío extremo, grandes esfuerzos mecánicos e intensa radiación.

La razón por la que semejante estructura resulta imprescindible es fundamental: el combustible de un tokamak no puede tocar físicamente su recipiente. Para que núcleos atómicos ligeros se fusionen, el combustible debe transformarse en plasma y alcanzar temperaturas superiores a las del corazón del Sol. Ningún material conocido podría contener directamente esa materia durante largos períodos. La solución consiste en crear una botella invisible mediante campos magnéticos que obligan a las partículas eléctricamente cargadas del plasma a seguir trayectorias específicas, manteniéndolas alejadas de las paredes. ITER, el proyecto internacional de fusión, empleará 18 grandes bobinas toroidales para realizar esta tarea; cada una pesa alrededor de 330 toneladas y mide aproximadamente 17 por 9 metros. El imán chino, aunque más voluminoso, representa un avance significativo en capacidad de confinamiento.

China tardó seis años en desarrollar este sistema y afirma haber localizado completamente la tecnología necesaria para fabricarlo. El programa ha generado decenas de patentes y ha obligado a resolver problemas complejos relacionados con superconductores, aislamiento criogénico, protección frente a pérdidas súbitas de superconductividad y fabricación de estructuras de dimensiones extraordinarias. Este imán forma parte de la estrategia más amplia de China para pasar de los experimentos de física del plasma hacia la ingeniería de reactores de fusión de gran escala.

El proyecto central de esa estrategia es BEST, el Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak, que se está construyendo en Hefei, provincia de Anhui. Su máquina principal tiene prevista su finalización para finales de 2027. BEST representa un cambio importante respecto a dispositivos experimentales anteriores: China pretende utilizarlo para estudiar un verdadero plasma ardiente de deuterio y tritio, con objetivos de potencia de fusión situados entre 20 y 200 megavatios y la ambición de alcanzar ganancia neta de energía de fusión. El siguiente objetivo es aún más ambicioso. Autoridades científicas chinas han señalado que el programa pretende demostrar ganancia neta de fusión y generación de electricidad alrededor de 2030, un hito que han descrito metafóricamente como encender la primera lámpara alimentada mediante energía de fusión.

Sin embargo, conviene mantener una frontera clara entre objetivo y resultado. Ningún reactor de fusión comercial produce hoy electricidad de forma continua para una red eléctrica, y demostrar un plasma con ganancia energética tampoco equivale automáticamente a disponer de una central rentable. Materiales resistentes a los neutrones, extracción del calor, producción y manejo de tritio, mantenimiento remoto, fiabilidad y costes siguen figurando entre los grandes problemas pendientes. Eso hace que las 582 toneladas del nuevo imán resulten quizá más reveladoras que cualquier promesa futurista. La carrera por la fusión está abandonando lentamente el territorio de los pequeños experimentos para entrar en otro mucho más áspero: el de las máquinas industriales gigantescas.