Científicos chinos logran mantener un plasma a más de 100 millones de grados, un avance clave hacia la fusión ilimitada
El Instituto de Física del Plasma de la Academia China de Ciencias ha conseguido mantener un plasma por encima de los 100 millones de grados durante 1.066 segundos en el reactor experimental EAST, un récord de estabilidad térmica que refuerza la viabilidad de los futuros reactores de fusión y aporta información crítica sobre confinamiento magnético, transporte de energía y resistencia de materiales en condiciones extremas.
En el reactor Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), ubicado en Hefei, el equipo chino consiguió por primera vez un pulso de plasma de alta temperatura y modo de alto confinamiento (H-modo) que permanece estable durante 1.066 segundos, lo que supera ampliamente el anterior récord de 403 segundos obtenido en 2023. Este logro implica mantener una temperatura del orden de los 100 millones de grados Celsius, una barrera crítica para reproducir las condiciones de fusión de núcleos ligeros como el deuterio y el hidrógeno, ya que a esas temperaturas las partículas tienen suficiente energía para superar el potencial de repulsión electrostática y reaccionar.
Para alcanzar ese estado, los investigadores utilizaron potentes sistemas de calentamiento adicionales, como inyección de haces neutrales (NBI) y calentamiento por radiofrecuencia, así como campos magnéticos generados por bobinas superconductoras, que son esenciales para confinar el plasma dentro de la cámara toroidal y minimizar pérdidas energéticas.
Mantener el H-modo durante tanto tiempo requiere un control preciso de la densidad, la presión y los perfiles de temperatura del plasma, ya que las turbulencias en el borde y las inestabilidades magnetohidrodinámicas (MHD) pueden provocar disrupciones o degradaciones del confinamiento. Los científicos de EAST han demostrado que pueden controlar esos perfiles, optimizando la inyección de energía y afinando los parámetros operativos para minimizar las fluctuaciones. Gracias a esto, han conseguido una presión beta (la fracción de presión del plasma respecto a la presión magnética) suficientemente alta para asegurar que el plasma retiene la energía durante largos periodos, algo fundamental para que un futuro reactor pueda generar más energía de la que consume.
Además, los científicos han estado estudiando el transporte de energía en el plasma: la difusión térmica, así como las pérdidas por turbulencia, deben estar bajo control para mantener la temperatura central tan alta durante tanto tiempo. Para ello, han empleado sistemas de diagnóstico avanzados para medir el perfil de temperatura, densidad y fluctuaciones magnéticas, y han implementado estrategias de control en tiempo real para estabilizar el plasma. También han tenido que lidiar con la carga térmica sobre los componentes estructurales del tokamak, especialmente en el divertor y las paredes, diseñando para tolerar los flujos de calor prolongados y evitando que los materiales superconductores se degraden bajo esfuerzos térmicos.
Este experimento representa un paso técnico significativo hacia los reactores de fusión porque demuestra que no solo se puede alcanzar la temperatura necesaria para la fusión, sino también mantenerla de forma sostenida bajo condiciones de confinamiento razonables. Esa sostenibilidad es clave si se pretende construir un reactor de fusión que funcione de forma continua o en pulsos largos, ya que en esos escenarios la estabilidad del plasma es limitante para la producción neta de energía. Además, los datos generados por esta campaña de 1 066 segundos alimentan los modelos teóricos y las simulaciones de sistemas de fusión futuros, como ITER o los reactores demostradores, ya que permiten validar esquemas de control magnético, cálculos de transporte y diseño de componentes que deben resistir condiciones extremas durante operaciones prolongadas.
Pese a este progreso, los científicos advierten que aún quedan desafíos importantes: es necesario mejorar la eficiencia energética del sistema, reducir las pérdidas de energía y optimizar los materiales que compondrán las paredes de un reactor comercial para que soporten la radiación de neutrones y los ciclos térmicos repetidos. También hay que avanzar en regímenes de operación más eficientes y escalables, incluida la transición a combustibles como deuterio-tritio, que ofrecen mayor rendimiento energético, aunque traen retos adicionales en términos de tritio y dpa (daños por desplazamiento de átomos). No obstante, este hito de EAST es una confirmación experimental de que los confinamientos magnético y térmico prolongados son factibles, ofreciendo una base más sólida para la ingeniería de los futuros reactores de fusión con producción energética real.
