El 75,6% de ITER ya está terminado: estas fotos ilustran los avances del reactor de fusión nuclear

Si todo va según lo previsto ITER iniciará las pruebas con plasma en 2025. El ensamblaje del reactor de fusión nuclear que está siendo construido en Cadarache, una localidad del sur de Francia, aún se prolongará durante algo más de tres años, pero ya ha encarado la recta final.

Y es que la organización que dirige este proyecto asegura que ya ha completado el 75,6% de las tareas que es necesario acometer antes de poner en marcha el reactor e iniciar las pruebas con plasma.

Esa cifra contabiliza también el tiempo que ha invertido en el diseño y la fabricación de los componentes del reactor de fusión nuclear, así como los años que ha requerido la construcción y el acondicionamiento de los edificios en los que se van a llevar a cabo las pruebas (las obras comenzaron en 2010).

En cualquier caso, lo importante es que si nada se tuerce por el camino en 2025 el reactor se pondrá en marcha y arrancará la fase más importante de este proyecto.

El calendario que ha definido EUROfusion, que es el consorcio internacional que respalda y financia ITER, contiene otras fechas que merece la pena que no pasemos por alto para formarnos una idea precisa acerca de la magnitud que tiene este proyecto.

En 2028 arrancarán las pruebas de baja potencia con hidrógeno y helio. En 2032 se iniciarán los tests de alta potencia con esos mismos gases, y tres años más tarde, en 2035, comenzarán las pruebas de alta potencia con deuterio y tritio.

Y, por fin, si los tests con estos dos isótopos del hidrógeno salen bien, en 2040 ITER debería demostrar la rentabilidad energética de la fusión nuclear. No cabe duda de que tenemos por delante casi dos décadas durante las que este ambicioso proyecto debería depararnos muchas alegrías.

Al fin y al cabo la fusión nuclear aspira a tener un papel protagonista en la adopción de un modelo energético sostenible y respetuoso con el medio ambiente, que, si todo sale según lo previsto, llegará durante la década de los 60.

ITER, en imágenes: así va la construcción del reactor de fusión nuclear

Esta es, sin lugar a dudas, una de las obras de ingeniería más complejas a las que se ha enfrentado hasta ahora el ser humano. De algún modo sus cifras reflejan la magnitud de este proyecto, por lo que repasarlas antes de meternos en harina puede ayudarnos a intuir de qué estamos hablando.

Cuando esté terminado, el reactor pesará 23 000 toneladas; el radio de la sección en la que quedará confinado el plasma medirá 6,2 metros, y la cámara de vacío que contendrá el combustible a más de 150 millones de grados Celsius tendrá un volumen de 840 m³. Todo en ITER es colosal.

La fotografía que publicamos debajo de estas líneas fue tomada el pasado 17 de enero, y en ella podemos ver buena parte de los componentes del reactor diseminados por el edificio que lo va a albergar como si fuese un auténtico rompecabezas.

Algunos de los objetos que podemos ver no son secciones del reactor; forman parte de la maquinaria que es necesario utilizar durante su ensamblaje debido a que, como podemos intuir, manejar las piezas más voluminosas y pesadas es muy delicado debido a que es crucial no comprometer la seguridad de ningún operario.

En la siguiente fotografía podemos ver el habitáculo en el que está siendo instalado el reactor de fusión nuclear, aunque no refleja su estado actual debido a que fue tomada a mediados de diciembre de 2020. Actualmente, como veremos más adelante, ya están a punto de ser instaladas varias secciones del reactor.

La forma esférica de este receptáculo se amolda a la geometría de dónut que tiene el reactor tokamak en el que tendrá lugar la reacción de fusión nuclear. Cuando concluya su ensamblaje esta será la máquina de este tipo más grande construida por el ser humano, aunque probablemente será superada por DEMO, que será el reactor de prueba que la sucederá.

El  objeto cilíndrico que podemos ver en la siguiente fotografía es la parte superior del criostato, que es una descomunal cámara de acero inoxidable de 29 x 29 metros que tiene un peso de 3850 toneladas y un volumen de 16 000 m³. Tiene la responsabilidad de proporcionar el alto vacío necesario para que se den en el interior de la cámara las condiciones  requeridas para que se produzca la fusión de los núcleos de deuterio y  tritio que conforman el plasma a alta temperatura.

El criostato también se encarga de preservar el entorno ultrafrío necesario para que los imanes superconductores lleven a cabo su labor. Esta fotografía fue tomada a finales de diciembre de 2020, por lo que esta sección del criostato aún permanecía fuera del edificio del reactor y minuciosamente salvaguardada de las inclemencias medioambientales en el interior de su cubierta protectora.

El gigantesco tubo que podemos ver en la siguiente fotografía es una herramienta utilizada en el ensamblaje del reactor. En su interior hay una escalera que permite a los operarios acceder a los diferentes niveles de la cámara de vacío con el propósito de llevar a cabo la instalación y la fijación de todas las secciones de este elemento del reactor.

Justo en el centro del tokamak, en el hueco del dónut, irá colocado el corazón de su complejo motor magnético. Este componente es un potentísimo imán superconductor que se responsabiliza de inducir en el plasma una enorme corriente eléctrica. Además, este solenoide optimiza la forma del plasma, lo estabiliza y lo calienta gracias a un mecanismo conocido como efecto Joule.

Esto va de dónuts. El componente que podemos ver en la siguiente fotografía tiene forma de dónut gigante, y es una descomunal bobina de campo poloidal. No hace falta que indaguemos en los detalles más complejos de este elemento, pero nos interesa saber que esta es una de las bobinas que se responsabilizan de generar el campo magnético que se encarga de confinar el plasma.

Las bobinas superconductoras que utilizará el reactor, además, tienen el cometido de actuar sobre la geometría del campo magnético, por lo que ejercen un rol protagonista a la hora de evitar que el plasma a altísima temperatura entre en contacto directo con las paredes de la cámara de vacío. Y, al igual que el solenoide del que acabamos de hablar, también contribuyen a la estabilización de este gas extremadamente caliente.

Cuando el reactor se ponga en marcha será necesario refrigerarlas hasta los 5 kelvin utilizando helio supercrítico. De hecho, antes de instalarlas en su lugar los operarios de ITER las someten a un test de estrés térmico introduciéndolas en una cámara criogénica y enfriándolas hasta los 80 kelvin (que equivalen a -193,15 grados Celsius). Los tres ciclos de calentamiento y enfriamiento sucesivos a los que se somete cada bobina se prolongan durante todo un mes.

La siguiente fotografía fue tomada hace solo unos días, el pasado 19 de enero. En ella podemos ver cómo varios operarios están ensamblando la segunda sección de la cámara de vacío del reactor (la primera ya está preparada para ocupar su lugar).

En el margen izquierdo de esta foto podemos ver un panel de un tono amarillento que también tiene un tamaño considerable. Es el escudo térmico que se responsabiliza de revestir la cámara de vacío para proteger sus paredes del intensísimo calor al que es sometido el plasma para que tenga lugar la fusión de los núcleos de deuterio y tritio.

Manipular cada una de las secciones de la cámara de vacío para ensamblarlas, y, posteriormente, colocarlas en su lugar dentro de la cavidad que ocupará el reactor, requiere llevar a cabo un proceso delicado y complejo. La siguiente fotografía muestra la misma pieza en la que hemos indagado en la imagen anterior, pero vista desde abajo. Cada una de estas secciones de la cámara de vacío pesa 440 toneladas.

La última fotografía en la que os proponemos que nos detengamos un momento muestra en primer plano la sección de la cámara de vacío en la que los operarios están trabajando en este momento. El ángulo desde el que la observamos nos permite ver su interior, que estará protegido por el escudo térmico que hemos visto en la fotografía anterior. Curiosamente, justo al fondo también podemos ver la primera sección de la cámara de vacío que ha sido ensamblada.

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Fuente: xataka