Proyecto ITER

La palabra iter en latín significa «camino«. El proyecto ITER es el mayor proyecto científico experimental, tanto a nivel de ingeniería como en ciencia de la historia, diseñado por etapas. El ITER se encuentra ubicado en el sur de Francia en Cadarache, sede principal del proyecto elegida entre todos los países colaboradores del proyecto. España se retiró en favor de Francia para concentrar los apoyos en un único proyecto europeo.

Los países participantes en el proyecto son Unión Europea, EEUU, China, Rusia, Japón, India y Corea del Sur. El proyecto se inició en 1985 y la creación del edificio donde se llevarán a cabo pruebas que pertenecen a la primera etapa del experimento comenzó en 2010 y, en 2014, las primeras piezas fueron enviadas para realizar el ensamblaje.

La máquina que surgirá tras ensamblar todas las piezas aportadas por los miembros del proyecto se llama Tokamak, una estructura con forma toroidal que contiene el plasma, resultado de la mezcla de deuterio y tritio, mediante campos magnéticos que mantienen el plasma alejado de las paredes de la máquina. Comúnmente las figuras toroidales son asociadas a donuts y no van mal encaminadas. Este es un ejemplo toroidal en tres dimensiones (imagen izquierda).

Circunferencia directriz y círculo generatriz

Hay más ejemplos en la naturaleza acerca del toroide, como puede ser la imagen de la derecha que representa la figura toroidal fruto del campo magnético de la Tierra.

Como curiosidad el volumen de cualquier toroide se calcula así: V=2\pi ^{2}Rr^{2}

R es el radio de la circunferencia directriz y r el del círculo generatriz.

El principal objetivo del ITER es hacer efectiva la fusión nuclear para dejar de depender de la fisión nuclear. Mientras la fisión nuclear, utilizada hoy en todas las centrales nucleares del mundo, genera elementos pesados inestables al dividir los núcleos de los átomos que tardan miles de años en desintegrarse y son radiactivos, la fusión nuclear consiste en unir átomos de carga similar obteniendo durante el proceso una enorme cantidad de energía.

Campo magnético de la Tierra

Este es el objetivo final, la última etapa del proyecto, que será realizada una vez sea posible el proceso y se hayan adoptado las medidas de seguridad pertinentes, construir una central de demostración para, posteriormente, exportar esta tecnología a nivel industrial para la obtención de energía. Esta última etapa de crear centrales basadas en fusión nuclear tiene 2050 como fecha programada aunque, evidentemente, puede atrasarse con el paso de los años.

El proyecto ITER, en concreto el Tokamak, es un «paso intermedio» para ser capaces en el futuro de crear centrales nucleares basadas en fusión de manera segura.

Los científicos implicados han enunciado una serie de metas que deben cumplirse para el desarrollo satisfactorio del proyecto:

  • Producir 500 MW de potencia de fusión (Q≥10) a partir de 50 MW de potencia de entrada.
  •  Confinar un plasma de deuterio-tritio en el que predomina el calentamiento de las partículas alfa.
  •  Demostrar su funcionamiento para ser exportado el modelo a una planta de energía de fusión.
  •  Componentes de prueba requeridos para una planta de energía de fusión.
  •  Conceptos de prueba para un módulo de reproducción de tritio.
  •  Demostrar las características de seguridad de un dispositivo de fusión.

Debido a las altas temperaturas, el gas utilizado pasa a estado de plasma, emulando de esta forma la manera en la que el Sol y demás estrellas producen energía mediante fusión nuclear. La diferencia sustancial de un caso al otro estriba en que en las estrellas la temperatura del plasma, que produce la fusión nuclear, es uniforme debido a la fuerza de la gravedad. Este es el punto que están tratando de solucionar a día de hoy los científicos que trabajan en el funcionamiento del Tokamak. La Cámara de vacío del ITER, cuyo jefe de ingenieros es Alex Martín, será lugar en el que algún día el plasma estará a decenas de millones de grados celsius en movimiento generando energía limpia.

Fotografía del Tokamak de la web oficial de ITER

Otro punto importante es ser capaces de generar tritio, material indispensable para realizar la fusión nuclear y que es escaso. Por ello, se espera que con el Tokamak se pueda obtener también tritio realizando otra serie de experimentos.

A día de hoy, como se ha indicado anteriormente, se utiliza el concepto de Tokamak, de origen ruso, y por otro lado esta el concepto de Stellarator, de origen alemán. No esta claro cuál de los dos será el elegido para la etapa de la creación de la central de demostración dado los avances que ha tenido Stellarator, aunque todo apunta, gracias a la manera en que se genera el campo magnético helicoidal, que será el modelo alemán (las mejoras que han permitido estos avances en stellarator han sido gracias a la comunidad internacional).

En octubre de 2022 se efectuará la primera prueba con plasma en el ITER.