ITER: El gran experiment internacional cap a la Fusió Nuclear

El Sol és una estrella de seqüència principal i, per tant, genera la seva energia mitjançant la fusió nuclear de nuclis d’hidrogen a heli. Al seu nucli, el Sol fusiona 620 milions de tones mètriques d’hidrogen per segon. / Foto: NASA_Wikimedia

Història, estat actual, reptes i competència global en la carrera de l’energia del futur

Llicència Creative Commons

Michel van Reck 

La recerca d’una font d’energia neta, segura i inesgotable ha portat la humanitat a explorar la Fusió nuclear, el procés que alimenta el sol i les estrelles. Al centre d’aquesta ambició hi ha ITER, “camí” o “viatge” en llatí, l’experiment científic internacional més gran dedicat a demostrar la viabilitat de la Fusió com a font d’energia. ITER no només representa una fita tecnològica, sinó també un símbol de cooperació global en temps de creixents necessitats energètiques i urgència climàtica.

Els dissenys de planta de Fusió Nuclear es basen en el confinament del plasma. En aquest sentit, hi ha dos dissenys principals: Fusió per Confinament Magnètic, MCF per les seves sigles en anglès, i Fusió per Confinament Inercial, o ICF. ITER conté un reactor de Fusió per Confinament Magnètic (MCF) anomenat Tokamak, dissenyat pels Soviètics Andrei Sajarov i Igor Tamm el 1950, que es basa en una càmera toroïdal.

L’origen del projecte ITER es remunta a la Guerra Freda, quan el 1985 els líders de la Unió Soviètica i els Estats Units van proposar un ambiciós projecte conjunt de recerca en Fusió Nuclear, basat en el disseny Soviètic del Tokamak, convidant Europa i el Japó a sumar-s’hi. Al llarg de les dècades següents, la iniciativa va evolucionar fins a convertir-se en un consorci internacional que avui agrupa 35 països, incloent-hi la Unió Europea, la Xina, l’Índia, el Japó, Rússia, Corea del Sud i els Estats Units. L’acord formal per a la construcció d’ITER es va signar el 2006 i es va seleccionar l’emplaçament de Cadarache, al sud de França.

ITER és, actualment, la instal·lació experimental més gran de Fusió Nuclear del món. La construcció del reactor va començar el 2010 i, malgrat retards i desafiaments tècnics, ha aconseguit fites significatives. El 2020, es va iniciar el muntatge dels principals components del Tokamak, i el 2022 es va instal·lar la base de l’enorme Criòstat, essencial per mantenir les baixes temperatures necessàries per al funcionament dels imants. L’objectiu principal és aconseguirr una reacció autosostinguda, que produeixi 10 vegades més energia que la necessària per a generar-la.

Segons el calendari oficial, s’espera que la primera producció de plasma s’assoleixi el 2034, i les proves d’alta potència amb deuteri i triti, els combustibles de la fusió, el 2039.

És una realitat que ITER enfronta nombrosos desafiaments de cara al futur. Els principals reptes són científics, tecnològics i financers. Des del punt de vista científic, confinar el plasma de manera estable durant llargs períodes i manejar la calor i els neutrons generats són problemes encara per resoldre. Tecnològicament, la fabricació i assemblatge de components amb materials i/o dissenys únics, o ‘first-of-a-kind’, requereixen innovació constant.

A nivell financer, el projecte ha superat àmpliament els seus pressupostos inicials, cosa que ha generat crítiques i pressions per complir els terminis. A més, la complexa coordinació internacional entre els països participants afegeix capes de dificultat en la gestió i la transferència de tecnologia.

Tot i que ITER és l’experiment més gran i més emblemàtic de Fusió Nuclear, no és l’únic. La carrera per assolir l’anomenada «ignició», o generació de prou energia perquè la reacció de Fusió sigui autosuficient, ha despertat l’interès d’altres països i del sector privat tot donant lloc a una autèntica competició global:

• Xina: el reactor Tokamak EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) ha aconseguit rècords de confinament i temperatura de plasma. La Xina també desenvolupa el CFETR (Xina Fusion Engineering Test Reactor), un projecte experimental i de demostració comercial.
• Estats Units: el National Ignition Facility (NIF), de Fusió per Confinament Inercial (ICF), que va assolir una reacció de Fusió amb balanç energètic positiu per primera vegada el 2022. A més, startups com TAE Technologies i Commonwealth Fusion Systems exploren mètodes innovadors.
• Regne Unit: el JET, Joint European Torus, ha estat pioner en experiments de fusió i l’empresa Tokamak Energy impulsa alternatives compactes. El projecte STEP (Spherical Tokamak for Energy Production), de l’agència d’Energia Atòmica del Regne Unit, cerca construir una planta experimental de Fusió al país per al 2040.
• Japó, Corea del Sud i Rússia: tots aquests països desenvolupen els seus propis programes i reactors experimentals, contribuint de manera significativa a l’avenç global a la Fusió Nuclear.
• Altres iniciatives de Fusió a la UE inclouen: el Programa de Recerca i Formació d’Euratom, Horizon Europa, la llei de Recerca Europea, la llei d’Innovació Europea i moltes més.

En aquest context de competència internacional intensa, ITER representa l’aposta més ambiciosa i col·laborativa per a demostrar que la Fusió Nuclear pot ser capaç de revolucionar el sistema energètic mundial. Tot i que els reptes són enormes, l’èxit d’ITER aplanaria el camí per a futures plantes comercials i acostaria l’anhelada «energia de les estrelles». El resultat d’aquesta carrera per la fusió no només impactarà el futur tecnològic, sinó també l’equilibri energètic i climàtic del planeta.

___

*Aquest article reflecteix el punt de vista de l’autor. Fusion for Energy no es fa responsable de l’ús que es pugui fer de la informació que conté.

Font: educational EVIDENCE

Drets: Creative Commons