El JET, reactor experimental europeo de fusión termonuclear, un ejemplo de colaboración internacional
El pasado 25 de junio, el reactor experimenta] europeo de fusión termonuclear, conocido bajo las siglas de JET (Joint European Torus), fue puesto en funcionamiento por primera vez, con éxito, en el primer paso para una futura utilización comercial de la energía obtenida a partir de la fusión de átomos de hidrógeno. El JET es el reactor experimental de fusión más grande de los existentes en el mundo, y su primer ensayo positivo se añade al realizado en diciembre de 1982 en el TFTR, el reactor experimental de Estados Unidos. El autor de esta información, doctor en Ciencias Físicas y único español destacado en el proyecto JET por la Junta de Energía Nuclear, explica los antecedentes y futuro de este gran programa científico.
EL JET es el proyecto de mayor envergadura, científica y económicamente, dentro del programa de investigación sobre fusión termonuclear en la Comisión Europea para la Energía Atómica (Euratom). Durante los años 1971 a 1973, se realizaron los primeros contactos entre los países europeos para construir el JET, realizándose su diseño entre 1973 y 1976. En el año 1977 se decidió que se construiría en el laboratorio de Culham, en la ciudad inglesa de Abingdon. En 1978 el consejo de ministros de la Comunidad Económica Europea (CEE) creó el organismo para construir y operar el JET por un período de 12 años. Participan en el proyecto Suiza y Suecia, además de los países de la CEE. La fase de construcción ha durado cinco años (de 1978 a 1983), con un costo estimado de 35.000 millones de pesetas, y trabajan actualmente en el proyecto más de 300 personas. El objetivo del JET es demostrar las posibilidades de la fusión termonuclear como fuente de energía. Este experimento utiliza la configuración magnética denominada Tokamak, y sus características de diseño le permitirán alcanzar un rendimiento y unos resultados más avanzados que los posibles con cualquier otra máquina de las existentes o en construcción en el mundo.
Una máquina gigantesca
El objetivo del proyecto JET es construir y operar un gigantesco dispositivo Tokamak para obtener y estudiar un plasma en las condiciones y dimensiones próximas a las que se necesitarán para un futuro reactor comercial de fusión. El plasma es el estado, fuertemente ionizado, en que queda un gas cuando se le somete a muy elevadas temperaturas. Ello supone obtener un plasma con un diámetro de dos metros, una densidad de 1014 átomos por centímetro cúbico y una temperatura de 100 millones de grados centígrados. Las dimensiones de la máquina son: 15 metros de diámetro y 12 metros de altura. La cámara toroidal de vacío tiene un radio mayor de unos 3 metros con una sección transversal en forma de D cuyas dimensiones son 2,5 y 4,2 metros; tiene un volumen de 190.000 litros y un peso de 100 toneladas.Durante el funcionamiento d la máquina, una pequeña cantidad de gas hidrógeno se introduce en la cámara de vacío y se calienta por el paso de una corriente de intensidad muy elevada (2,6 millones de amperios al comienzo de la descarga y 4.8 millones al final), a través del gas.
Se confina el plasma, evitando que toque las paredes de la cámara de vacío, utilizando un complejo sistema de campos magnéticos. La componente principal del campo magnético es el llamado campo toroidal que se produce con 32 bobinas en forma de D que rodean la cámara de vacío. Este campo, junto con el producido por la corriente que circula a través del plasma, forman los campos magnéticos básicos del sistema de confina miento denominado Tokamak. Bobinas adicionales situadas al rededor y exteriormente a la cámara de vacío, sirven para configurar la forma del plasma y su posición. Se consumirá una energía eléctrica superior a 700 millones de vatios en cada impulso de operación que dura varios segundos.
Se realizarán inicialmente experimentos con plasma de hidrógeno ordinario. Están previstas posteriores etapas de funcionamiento del JET con plasmas de deuterio-tritio. Las reacciones de fusión más fáciles de iniciar tienen lugar entre estos dos diferentes isótopos de hidrógeno. El deuterio es muy abundante en el agua del mar, no así el tritio, que, en los futuros reactores comerciales de fusión se obtendrá del litio que formará parte del reactor. El litio es también muy abundante en la naturaleza.
Las reacciones nucleares de fusión en las que núcleos ligeros (deuterio, tritio) se unen para formar otros, más pesados, dan lugar a un desprendimiento de energía que, en forma de calor, será usada para producir el vapor que moverá las turbinas para producir electricidad de una manera convencional.
