La nueva generación de «soles artificiales» de China en la etapa de plasma en combustión

China avanza hacia la comercialización de la energía de fusión nuclear a fin de lograr una generación operativa de electricidad cerca de 2050.

«Para hacer realidad la energía de fusión comercial, hay que completar 6  etapas, y actualmente nos encontramos en la tercera», anotó Zhong Wulu, subdirector del Instituto de Física del Suroeste de la Corporación Nuclear Nacional de China (CNNC) y jefe de la División de Ciencia de la Fusión, durante el inicio de la Reunión Mundial de Ministros de Energía de Fusión 2025 y la 30.ª Conferencia Internacional de Energía de Fusión de la Agencia Internacional de Energía Atómica, celebrada el martes en Chengdu.

Zhong indicó que existen 6 etapas que conducen a la fusión comercial: exploración de principios, experimentos a escala, experimentos con plasma en combustión, reactores experimentales, reactores de ensayo y reactores comerciales. China ha entrado en la tercera fase y «ya poseemos los parámetros necesarios para mantener el plasma en combustión».

En las reuniones, los medios internacionales se centraron en la pregunta de cuándo podría China obtener energía de fusión comercial. Frente a una maqueta del dispositivo de «sol artificial» de nueva generación, el Tokamak Superconductor Avanzado Experimental de China, expertos del Instituto de Física del Suroeste compartieron el desarrollo del país en el ámbito.

Huang Mei, jefa de la CNNC y directora del proyecto del ciclotrón de electrones, apuntó que, según la hoja de ruta nacional en materia de fusión, se espera que la generación comercial de energía de fusión llegue cerca de 2050, un plazo similar al de otros países. «Nos esforzamos para que sea lo antes posible».

La CNNC sigue un enfoque estructurado de «reactor experimental — reactor de prueba — reactor comercial». El plan incluye el inicio de experimentos de plasma en combustión en 2027, seguido de la construcción de reactores piloto, que demostrarán la producción de energía de fusión, y finalmente la de reactores comerciales.

A pesar de su promesa, controlar un «sol artificial» en la Tierra sigue siendo un reto formidable. El primer obstáculo es crear las condiciones extremas necesarias para la fusión. El plasma de deuterio-tritio debe calentarse a más de 100 millones de grados Celsius, entre seis y siete veces la temperatura del núcleo del sol, para superar la barrera de Coulomb entre los núcleos atómicos y mantener la fusión.

A tal temperatura, la materia deviene plasma totalmente ionizado, lo que descarta cualquier contenedor físico. Por lo tanto, son esenciales las tecnologías de confinamiento sin contacto, en particular el magnético e inercial. El dispositivo magnético tipo Tokamak ha conseguido hasta ahora los parámetros de plasma más cercanos a los necesarios para el núcleo del reactor. Si bien varios de sus ensayos en el mundo han cumplido brevemente los estrictos requisitos para la fusión, el aumento de la ganancia de energía, la mejora de la estabilidad del confinamiento del plasma, el mantenimiento de la combustión durante largos periodos de tiempo y la producción neta de energía siguen siendo desafíos científicos y técnicos de envergadura.

Los materiales y la ingeniería presentan dificultades extra. Los expertos deben desarrollar materiales estructurales resistentes a temperaturas extremas y a la intensa irradiación de neutrones, imanes superconductores altamente fiables, sistemas criogénicos y sistemas de diagnóstico y control capaces de monitorizar el plasma en tiempo real y proporcionar una rápida retroalimentación. Actualmente, los esfuerzos internacionales se centran en aceros de baja activación y aleaciones de tungsteno para los componentes, y en imanes superconductores fabricados con niobio-estaño, niobio-titanio o superconductores de alta temperatura, todos los cuales plantean trabas de ingeniería. Las tecnologías del ciclo del combustible, incluida la producción de tritio con neutrones de fusión y su extracción, purificación y almacenamiento seguros, también son esenciales.

«Francamente, todavía existen muchas barreras técnicas, como los efectos de la irradiación de los materiales, la física del plasma en combustión y la autosuficiencia del tritio», argumentó Huang.

Sin embargo, China avanza metódicamente en la verificación de la tecnología. «Estamos actualizando el Tokamak de próxima generación para realizar experimentos con plasma en combustión. En la base de I+D de tecnología de fusión de China, trabajamos en los materiales del núcleo del reactor, el calentamiento del plasma, los sistemas de diagnóstico y control y las tecnologías del ciclo del combustible de tritio. Todo ello requiere de adelantos», añadió Huang. No obstante, está convencida de que el Instituto de Física del Suroeste, como «equipo nacional» de fusión, acelerará el progreso técnico a través de diversas plataformas y logrará la generación comercial de energía de fusión alrededor de 2050.

«El momento que más espero es utilizar el primer kilovatio de electricidad por fusión para encender una lámpara. Será el momento más emocionante», afirmó.