La Investigación Avanzada Tokamak Superconductora de Corea (KSTAR), un dispositivo de fusión superconductor también conocido como el sol artificial coreano, estableció el nuevo récord mundial al mantener el plasma de alta temperatura durante 20 segundos con una temperatura de iones de más de 100 millones de grados, es decir, casi siete veces más grados que los que alcanza el propio núcleo solar.

En el pasado, el Joint European Torus, un reactor de fusión situado en el Reino Unido, logró 10 segundos en las mismas condiciones y el propio KSTAR no superó los 8 segundos en 2019.  En su experimento de 2018, el KSTAR alcanzó la temperatura de iones de plasma de 100 millones de grados por primera vez (tiempo de retención: aproximadamente 1,5 segundos).

El director del proyecto, Si-Woo Yoon, explicó en una nota publicada por el Consejo Nacional de Investigación en Ciencia y Tecnología de Corea que "el éxito de Kstar a la hora de mantener el plasma de alta temperatura durante 20 segundos será un importante punto de inflexión en la carrera para asegurar las tecnologías para una operación prolongada de plasma de alto rendimiento, un componente crítico para un reactor de fusión nuclear comercial en el futuro". 

¿Cómo funciona?

Para recrear las reacciones de fusión que ocurren en el sol en la Tierra, los isótopos de hidrógeno deben colocarse dentro de un dispositivo de fusión como KSTAR para crear un estado de plasma donde los iones y electrones se separan, y los iones deben calentarse y mantenerse a altas temperaturas.

Hasta ahora, ningún otro dispositivo había roto la barrera para mantener esta operación por más de 10 segundos. En su experimento de 2020, el KSTAR mejoró el rendimiento del modo de barrera de transporte interno (ITB), uno de los modos de operación de plasma de próxima generación desarrollado el año pasado, y logró mantener el estado del plasma durante un largo período de tiempo, superando los límites existentes de la operación de plasma de temperatura ultra alta.

El sol artificial de Corea del Sur, “en lugar de utilizar combustibles fósiles o la fisión nuclear (la división del núcleo del átomo) para generar energía, utiliza la fusión nuclear (la unión de núcleos de átomos)”, detalló el medio estadounidense Syfy. “La fusión nuclear es posible cuando los núcleos de dos elementos con una baja cantidad de protones se unen para formar el núcleo de un elemento más pesado, que puede liberar más energía”, explicó.

Investigación

La investigación es un proyecto conjunto de la Universidad Nacional de Seúl (SNU) y la Universidad de Columbia de Estados Unidos, y se espera que en el futuro cercano KSTAR se integre al Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), un programa en el que participan Estados Unidos, la Unión Europea, Rusia, China, Japón y la India, que busca crear el tokamak (aparato cuyo objetivo es obtener la fusión de partículas de plasma) más grande que haya existido y lograr hacerlo funcionar entre 2030 y 2035.

“Actualmente Corea del Sur también construye las enormes herramientas para ensamblar las partes del ITER, y también estará a cargo de producir los escudos térmicos para los gigantescos imanes del reactor”, sostuvo Syfy. 

Pero la clave parece haber sido la mejora del modo ITB: “Las barreras de transporte interno son áreas del plasma en el centro de un reactor donde es posible detener o al menos reducir la turbulencia. Poner un tokamak en modo ITB contiene al plasma y mejora la estabilidad” y eso ayuda "a prolongar la cantidad de tiempo que el plasma se mantiene caliente”.

"El éxito del experimento KSTAR en la operación prolongada a alta temperatura al superar algunos inconvenientes de los modos ITB nos acerca un paso más al desarrollo de tecnologías para la realización de la energía de fusión nuclear", dijo Yong-Su Na, profesor de la Departamento de Ingeniería Nuclear, SNU, que ha participado de la investigación.

La meta final del proyecto es ser capaz de mantener con éxito un funcionamiento continuo durante 300 segundos a una temperatura superior a los 100 millones de grados, objetivo que esperan alcanzar en 2025.