Investigadores crean un código para garantizar la estabilidad del plasma del reactor ITER
Investigadores del Instituto Max Planck de Física del Plasma han creado un código especial para calcular corrugaciones en el reactor de prueba del proyecto ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional). Se espera que esto garantice la estabilidad del reactor. Con el reactor de fusión experimental, ubicado en Cadarache (sur de Francia) se intentará reproducir en la Tierra las reacciones nucleares que generan energía en el Sol y en otras estrellas. Para producir esta energía, el reactor tendrá que calentar plasma de hidrógeno a temperaturas superiores a los cien millones de grados centígrados. Se calcula que este reactor podría producir, en pulsaciones duraderas, energía de fusión de unos quinientos megavatios. Como la temperatura del plasma será tan elevada, éste deberá estar encerrado dentro de un campo magnético y evitar el contacto con la pared del depósito. Sin embargo, el contacto entre las partículas del plasma y la jaula magnética puede provocar la aparición de corrugaciones, como abolladuras y protuberancias, en el exterior del campo magnético. Tales corrugaciones dificultan el confinamiento del plasma, por lo que reducen el rendimiento de la fusión. En el ITER, dichas corrugaciones, según los cálculos de los investigadores, ocurrirían justamente en los estados del plasma en los que se basarán los científicos para desarrollar un reactor capaz de funcionar de forma continua. A pesar de esto, hay varios remedios posibles: uno sería incorporar una pared superconductora que pueda estabilizar el plasma y compensar las corrugaciones. Otra posibilidad sería una pared de acero «normal» que retrasaría la aparición de corrugaciones (de microsegundos a milisegundos). De esta forma el proceso sería lo suficientemente lento como para que interviniera un sistema de reacción automática. También podrían hacerse pasar leves corrientes eléctricas de control por pequeñas bobinas magnéticas acopladas a la pared con el fin de capturar y erradicar las abolladuras y protuberancias antes de que se agudizaran. Sin embargo, para que estos remedios resulten eficaces, los investigadores deberán poder describir y calcular los procesos con precisión. Y aquí es donde entra en escena el código Starwall recién creado. Por primera vez, este código ofrece lecturas relativas al plasma y a las paredes del depósito en las tres dimensiones espaciales. Hasta ahora sólo se calculaban dos dimensiones espaciales. El motivo es que el depósito de plasma anular, la jaula magnética y el plasma tienen forma axisimétrica y no se producen cambios en el perímetro del anillo. Sin embargo, a la hora de describir las interacciones electromagnéticas que ocurren entre el plasma y la pared del depósito, los investigadores tienen que considerar que la pared no es homogénea en todas partes. Por ejemplo, en algunos puntos hay grandes tomas que permiten el acceso al plasma para instalaciones de calefacción, bombas e instrumentos de medición. Así pues, el cálculo exacto de las corrugaciones de la pared requiere la inclusión de las tres dimensiones espaciales. Se espera que el nuevo código ayude a verificar que se están siguiendo los procesos de estabilidad adecuados. Ya ha permitido calcular que el reactor ITER es capaz de permanecer estable con una presión del plasma superior en un 50% a la que podría haber resistido sin procesos de estabilización.