El proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) es uno de los esfuerzos internacionales más ambiciosos en la búsqueda de una fuente de energía limpia y prácticamente inagotable: la fusión nuclear.
Ubicado en Cadarache, al sur de Francia, este experimento busca demostrar la viabilidad técnica y científica de la fusión como una alternativa a las fuentes de energía actuales.
¿Qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear es el proceso que alimenta al Sol y a otras estrellas. Consiste en la unión de dos núcleos atómicos ligeros para formar uno más pesado, liberando una enorme cantidad de energía en el proceso.
A diferencia de la fisión nuclear, que genera residuos radiactivos de larga duración, la fusión promete ser una fuente de energía mucho más limpia. Además, los elementos necesarios para la fusión, como el deuterio y el tritio, son abundantes o pueden ser producidos de manera relativamente sencilla.
La fusión no solo promete bajas emisiones de carbono, sino también una estabilidad energética global.
El deuterio puede extraerse del agua de mar, mientras que el tritio puede generarse dentro del mismo reactor mediante el uso de litio. Este aspecto hace de la fusión una opción energética potencialmente sostenible para las generaciones futuras.
Los objetivos de ITER
ITER tiene como meta principal demostrar que es posible generar más energía de la que se consume en el proceso de fusión. En términos técnicos, esto se conoce como lograr un “gain” energético.
El reactor de ITER está diseñado para producir 500 megavatios de energía de fusión con una entrada de 50 megavatios, logrando así un rendimiento diez veces mayor.
Además, ITER tiene otros objetivos importantes, como desarrollar materiales que puedan soportar las condiciones extremas dentro de un reactor de fusión y probar tecnologías para el manejo seguro del combustible. Este conocimiento será clave para el diseño de futuros reactores comerciales.
Entre los retos está también el perfeccionamiento de sistemas de calentamiento y el control preciso del plasma en condiciones extremas.
Cómo funciona ITER
El corazón de ITER es un dispositivo llamado tokamak, un reactor en forma de donut que utiliza potentes campos magnéticos para confinar el plasma, un estado de la materia a temperaturas extremadamente altas.
Para que ocurra la fusión, el plasma debe alcanzar temperaturas de aproximadamente 150 millones de grados Celsius, diez veces más caliente que el núcleo del Sol. A estas temperaturas, los núcleos de deuterio y tritio tienen suficiente energía para superar sus repulsiones eléctricas y fusionarse.
El confinamiento magnético es esencial para mantener el plasma estable durante el tiempo suficiente para que ocurra la fusión.
En ITER, esto se logra con un complejo sistema de imanes superconductores que generan campos magnéticos intensos y precisos. Estos imanes son enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto (-269 °C) utilizando helio líquido, lo que permite manejar la gran cantidad de energía generada.
Una vez que el plasma se encuentra confinado, se emplean técnicas avanzadas para calentarlo a las temperaturas requeridas. Entre ellas, se encuentran el calentamiento por ondas de radiofrecuencia y el uso de haces de neutrones de alta energía que incrementan la temperatura del plasma.
Un esfuerzo internacional
ITER es un proyecto verdaderamente global. Participan 35 países, incluidos los miembros de la Unión Europea, Estados Unidos, Rusia, China, India, Japón y Corea del Sur. Cada uno contribuye con financiación, tecnología y componentes clave para el reactor.
Esta colaboración no solo refuerza el intercambio científico, sino que también simboliza un esfuerzo conjunto para abordar los desafíos energéticos del futuro.
El modelo de colaboración de ITER también fomenta el desarrollo de capacidades tecnológicas en países participantes.
Muchas naciones han creado industrias especializadas para fabricar los complejos componentes que requiere el tokamak, lo que está impulsando avances en sectores como la superconductividad, la robótica y la ingeniería de materiales.
Los retos del proyecto
Aunque las promesas de la fusión nuclear son impresionantes, ITER enfrenta retos técnicos y financieros significativos.
Construir un tokamak de esta magnitud es una tarea extremadamente compleja, y los costes del proyecto han aumentado considerablemente desde su inicio. Originalmente presupuestado en aproximadamente 5.000 millones de euros, el coste actual se estima en más de 20.000 millones de euros.
Entre los retos técnicos, destacan el desarrollo de materiales capaces de soportar la intensa radiación y el calor generado dentro del reactor. Además, la integración de los componentes, que provienen de diferentes países, requiere una coordinación minuciosa para garantizar que todo funcione de manera armónica.
Por otro lado, también existe incertidumbre sobre el comportamiento del plasma en condiciones tan extremas.
Aunque se han realizado simulaciones y experimentos previos en otros tokamaks más pequeños, ITER representa un salto sin precedentes en escala y complejidad.
¿Cuándo veremos resultados?
Se espera que ITER inicie sus primeras pruebas de plasma en la década de 2030.
Este hito será clave para evaluar si el diseño del reactor puede cumplir con sus objetivos energéticos. Si tiene éxito, ITER será el precursor de reactores de fusión comerciales que podrían estar operativos hacia mediados del siglo XXI.
El calendario del proyecto ha sufrido retrasos debido a su complejidad y al impacto de factores globales, como la pandemia de COVID-19. Sin embargo, los avances realizados hasta ahora son prometedores y reflejan un esfuerzo conjunto por parte de todos los participantes.
La promesa de la fusión
Si ITER cumple con sus objetivos, podría marcar el inicio de una nueva era energética. La fusión tiene el potencial de proporcionar una fuente de energía casi ilimitada, con bajas emisiones de carbono y sin los problemas de residuos radiactivos a largo plazo asociados con la fisín nuclear.
Además, la energía de fusión podría contribuir significativamente a reducir la dependencia de combustibles fósiles y mitigar el cambio climático.
La comunidad científica considera que el éxito de ITER también inspirará nuevos avances en otros ámbitos. Tecnologías desarrolladas para el reactor podrían tener aplicaciones en medicina, transporte y exploración espacial.