En pocos años, un reactor experimental de fusión nuclear ubicado cerca de Moscú podría ser el primero en producir una reacción de fusión autosuficiente. Si el proyecto italiano-ruso tiene éxito, sería un hito clave para la energía de fusión.

El reactor propuesto se basa en un diseño desarrollado por Bruno Coppi, profesor de física del MIT e investigador principal del proyecto del reactor con la Agencia Nacional de Italia para las Nuevas Tecnologías, Energía y Medio Ambiente. Ya se han construido en el MIT tres reactores similares basados en el mismo diseño. Los físicos italianos y rusos planean reunirse el 24 de mayo para trazar un curso para el nuevo reactor, llamado Ignitor, en la primera de estas reuniones desde que en abril ambos países acordaron unir fuerzas en este proyecto.

El Ignitor es un reactor Tokamak, un dispositivo con forma de rosquilla que utiliza poderosos campos magnéticos para producir la fusión exprimiendo plasma supercaliente de isótopos de hidrógeno. A medida que una corriente eléctrica y unas ondas de radio de alta frecuencia pasan a través del plasma, éste se calienta hasta temperaturas extremas y el campo electromagnético que lo envuelve lo encierra bajo una gran presión. La presión combinada con el calor hace que los núcleos de hidrógeno se fusionen para formar helio en un proceso que libera enormes cantidades de calor. En un reactor de fusión completamente funcional, este calor se utilizaría para accionar una turbina generadora de electricidad.

Un reactor de fusión mucho más grande y complejo--el Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER, por sus siglas en inglés)--está previsto que sea construido en Saint-Paul-lez-Durance, en Francia. El ITER, que se completará en 2019 y estará listo para pruebas a gran escala en 2026, estará más cerca de un generador de fusión funcional, pero no producirá una reacción de fusión autosuficiente. El Ignitor tendrá un sexto del tamaño del ITER y pondrá a prueba las condiciones necesarias para producir una reacción autosuficiente.

"El Ignitor nos dará una breve explicación sobre cómo se comporta la quema de plasma, y esto podría informarnos sobre cómo proceder con el ITER y otros reactores", señala Roscoe White, investigador principal del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton.

Sin embargo, el Ignitor sólo pondrá a prueba un aspecto clave de la fusión. "Nos dará una información que es importante, pero no nos va a dar toda la información que necesitamos y desde luego no es un sustituto del ITER," afirma Steven Cowley, director del Centro Culham para la Energía de Fusión en Oxfordshire, Reino Unido. "Es una demostración de que se puede llegar a la ignición, pero no es realmente un camino hacia un reactor".

A diferencia del ITER, el Ignitor no incluye muchos de los componentes que un reactor real requeriría. Por ejemplo una parte ausente crucial es la “manta del obtentor", que contiene litio y se emplaza dentro de las bobinas magnéticas del reactor, proporcionando un suministro continuo de tritio—uno de los dos isótopos que se fusionan en la reacción. El diseño del Ignitor es tan compacto que no hay lugar para una manta de prueba en el interior de sus anillos.

Otra limitación del Ignitor es el hecho de que su alto campo electromagnético provoca una reducción significativa en la conductividad de la mayoría de los materiales superconductores. Para evitar esto, el Ignitor se basa principalmente en bobinas de cobre convencional para crear su campo magnético. Sin embargo, estas bobinas sólo pueden funcionar en impulsos cortos antes de que se sobrecalienten. Como resultado, el Ignitor sólo puede sostener la ignición durante intervalos de cuatro segundos. El ITER, que se basa en bobinas superconductoras y además trabaja con un volumen significativamente mayor de plasma, está diseñado para mantener su máximo de producción durante 400 segundos.