Una de las razones por las que se está tardando décadas en desarrollar reactores de fusión que puedan generar electricidad es que los físicos no entienden completamente lo que ocurre en el plasma a alta temperatura en el interior de un reactor. Bajo ciertas condiciones, el plasma, que es donde las reacciones de fusión tienen lugar, desaparece en menos de un milisegundo.

Una nueva teoría desarrollada por investigadores del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL, por sus siglas en inglés), que depende del Departamento de Energía de Estados Unidos, explica lo que sucede justo antes de que el plasma desaparezca. La explicación podría ayudar a los ingenieros a diseñar mejores reactores. Y eso podría ayudarles a aumentar la potencia de salida de un reactor, tal vez duplicando la electricidad producida, además de hacer que los reactores de fusión sean más económicos.

Los investigadores han progresado mucho dentro de la tecnología de fusión. Desde 1970, la energía producida en reactores de experimentales de este tipo se ha incrementado en cerca de 12 órdenes de magnitud, un aumento mayor al de la mejora en la potencia de procesamiento de los microchips dentro del mismo período, afirma Martin Greenwald, investigador de fusión en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts, en EE.UU.). Sin embargo, a pesar de todas las mejoras que se han producido en los reactores de investigación sobre fusión, estos aún no son útiles, ya que no producen más energía de la que consumen, y no pueden funcionar de forma continua. Estas dos características serían necesarias para desarrollar una planta de energía.

El nuevo trabajo, como tantas cosas en el ámbito de la investigación sobre fusión, es un paso hacia la obtención de un tipo de energía de fusión práctica, pero en absoluto resuelve todos los problemas. Según los experimentos, existe un límite práctico en cuanto a la densidad del plasma dentro de un reactor. Más allá de una cierta densidad, el plasma se vuelve inestable, su energía se disipa y desaparece. Dado que los investigadores no entienden exactamente qué provoca esta reacción, es difícil predecir exactamente cuándo ocurrirá el colapso, por lo que los investigadores evitan aproximarse a ese límite en los reactores experimentales.

El trabajo de Princeton ayuda a los ingenieros a predecir mejor lo que sucederá en el reactor, lo que les permitiría diseñar reactores que se acercaran más a una densidad de plasma teórica óptima. Eso, a su vez, podría aumentar la cantidad de energía que una planta de energía de fusión podría generar.

Según la teoría de los investigadores, se generan unas islas en el plasma que se enfrían y hacen que este desaparezca. Estas islas, fáciles de identificar, podrían ser selectivamente calentadas con microondas, según creen los investigadores, lo que podría mantener el plasma estable.

David Gates, científico investigador principal en el PPPL, además de uno de los investigadores clave del proyecto, espera ser capaz de probar la teoría en reactores de investigación este año.

Aunque la teoría es plausible, según asegura Greenwald, no resuelve todos los problemas de los reactores. Solo explica parte de los mecanismos implicados en la limitación de la densidad del plasma. Además, los investigadores aún tienen que resolver muchos problemas prácticos antes de que la optimización de la densidad de la energía sea siquiera un problema, afirma.

Resolver todos estos problemas requerirá una combinación de mejores teorías, más poder de computación, mejores algoritmos y experimentos de gran tamaño. Por ese motivo, los investigadores señalan que, en la práctica, las plantas eléctricas de fusión siguen estando a décadas de distancia.