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Investigadores del Laboratorio Nacional de Fusión proponen un nuevo concepto para el campo magnético de reactores de fusión de tipo stellarator
La investigación en fusión nuclear se encuentra en un momento apasionante. Están floreciendo en el ámbito internacional iniciativas que proponen el diseño y la construcción nuevos dispositivos experimentales y prototipos de reactor, y que están consiguiendo movilizar la inversión pública y privada. En España, en particular, se están dando los primeros pasos hacia una Estrategia Nacional en Fusión. En este contexto, una de las líneas de investigación del Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT es el diseño de campos magnéticos que puedan constituir la base de un reactor de fusión de tipo stellarator.
En un stellarator, las corrientes eléctricas que pasan por las bobinas crean un campo magnético organizado en superficies magnéticas anidadas con forma de dónut deformado (ver figura). Este campo magnético confina un gas caliente, llamado plasma, de deuterio y tritio. Para que el plasma esté suficientemente caliente y se produzcan reacciones de fusión que en un futuro reactor puedan aprovecharse para generar electricidad, el campo magnético ha de diseñarse de forma extremadamente cuidadosa. A esto se le llama optimizar el stellarator.
Un objetivo fundamental de la optimización del campo magnético del stellarator es conseguir que las partículas que forman el plasma se mantengan, en su movimiento, cerca de una misma superficie magnética. Se trata de una propiedad conocida como "omnigeneidad". Para conseguirla, es necesario optimizar globalmente cada superficie magnética. Frecuentemente, esto da lugar a bobinas muy difíciles de construir.
Recientemente, José Luis Velasco y sus colegas de la Unidad de Teoría del Laboratorio Nacional de Fusión han demostrado que existe una alternativa. Es posible "dividir" cada superficie magnética del stellarator en varios trozos y optimizar cada uno de ellos por separado. A los stellarators resultantes los han llamado "piecewise omnigenous" (que se podría traducir como "omnígenos a trozos"). Han publicado sus resultados en Physical Review Letters, en un trabajo titulado "Piecewise omnigenous stellarators" que ha sido seleccionado por los editores para la sección PRL Editors' Suggestion. Solo un sexto de las letters publicadas por PRL son elegidas para esta sección, según criterios de importancia, interés y claridad. Adicionalmente, la revista Physics Magazine ha dedicado una reseña al trabajo, en tono menos técnico y más divulgativo.
Este resultado abre una nueva línea de investigación en el Laboratorio Nacional de Fusión. Al fin y al cabo, es posible que esta amplísima y prometedora familia de stellarators contenga diseños de campos magnéticos que puedan ser la base del futuro reactor comercial de fusión.