- Científicos de Estados Unidos y Alemania inician un proyecto de tecnología de fusión nuclear valorado en 13.3 millones de dólares.
- La investigación combinará las ventajas del diseño de tokamaks y stellarators para mejorar la estabilidad del plasma.
- El centro involucrará a investigadores del sector privado, fomentando la colaboración.
- Investigadores en etapas tempranas de su carrera podrán pasar un año en instituciones en Alemania o Nueva York.
Investigadores de Estados Unidos y Alemania están lanzando un proyecto valorado en 13.3 millones de dólares, con el objetivo de mejorar la tecnología de fusión nuclear y allanar el camino para futuras plantas de energía de fusión nuclear. Esta colaboración reúne a científicos de la Universidad de Columbia y del Instituto de Física del Plasma Max Planck (IPP) de Alemania para explorar las ventajas de los diseños de tokamaks y stellarators, y abordar los desafíos que obstaculizan la energía de fusión comercial. Este centro de investigación virtual, denominado "Centro Max Planck-Columbia: Optimización de la Simetría en el Plasma de Fusión Nuclear", es uno de los siete centros Max Planck establecidos este año.
El centro tiene previsto comenzar a operar en 2027 y funcionará inicialmente durante cinco años.
Combinando las ventajas de dos diseños
La investigación se centrará en combinar dos tipos diferentes de máquinas, tokamaks y stellarators, con el objetivo de lograr energía limpia a través de la fusión nuclear. Ambos diseños utilizan campos magnéticos potentes para confinar plasma a temperaturas extremadamente altas, creando las condiciones necesarias para la fusión de isótopos de hidrógeno. Sin embargo, adoptan enfoques diferentes para el confinamiento del plasma. Los tokamaks dependen en parte de la corriente que fluye a través del plasma para ayudar a mantener su confinamiento, mientras que los stellarators utilizan complejas configuraciones de bobinas magnéticas externas para crear un campo magnético tridimensional. Esto hace que los stellarators sean más complejos en diseño y construcción, pero potencialmente más adecuados para operaciones continuas.
Los investigadores esperan combinar las ventajas de ambos diseños para mejorar la estabilidad del plasma y desarrollar reactores de fusión nuclear más prácticos.
El Centro Max Planck-Columbia combinará dos instituciones líderes en física del plasma y investigación de fusión nuclear. Thomas Klinger, director del IPP, declaró: "Nuestro objetivo es combinar las ventajas de los tokamaks y stellarators para abordar los importantes problemas científicos y técnicos en el camino hacia las plantas de fusión nuclear. Para mí, es especialmente importante que los investigadores en etapas tempranas de su carrera obtengan experiencia internacional en universidades de primer nivel y establezcan redes científicas duraderas en las primeras etapas de su carrera". Esta colaboración permitirá a los investigadores de la Universidad de Columbia acceder a dos importantes instalaciones de fusión nuclear en Alemania: el stellarator Wendelstein 7-X en Greifswald y el tokamak ASDEX Upgrade en Garching.
Los científicos podrán participar directamente en experimentos en estas dos instalaciones, lo que les permitirá probar ideas y comparar los resultados de los dos diseños de reactores.
Participación del sector privado
La investigación también abordará algunos desafíos, como la gestión de calor extremo, la prevención de perturbaciones repentinas en el plasma y la mejora de los superconductores utilizados en equipos de fusión nuclear. El centro también involucrará a investigadores del sector privado e invitará a científicos de Commonwealth Fusion Systems, Proxima Fusion, Thea Energy y Type One Energy a participar en grupos de trabajo.
Investigadores en etapas tempranas de su carrera, incluidos estudiantes de doctorado y científicos postdoctorales, podrán pasar un año en instituciones colaboradoras en Alemania o Nueva York. Este proyecto de cinco años obtendrá 7.5 millones de dólares de fondos de Estados Unidos y 5 millones de euros del Instituto de Física del Plasma Max Planck. Los fondos cubrirán los gastos de investigadores, coordinación de proyectos, seminarios e intercambios internacionales.
El centro será co-dirigido por Thomas Klinger del Instituto de Física del Plasma Max Planck y Carlos Paz-Soldán de la Escuela de Ingeniería de Columbia. Paz-Soldán afirmó: "A través de la colaboración, podremos ofrecer oportunidades únicas para desarrollar talento en fusión nuclear y avanzar en cuestiones científicas clave en el camino hacia la energía de fusión".
Importancia de la cooperación internacional en la investigación de fusión nuclear
Este proyecto de colaboración entre Estados Unidos y Alemania representa una tendencia de internacionalización en el campo de la investigación de fusión nuclear; al combinar las ventajas tecnológicas de ambos países, los investigadores podrán abordar de manera más efectiva los desafíos de la fusión nuclear comercial. El centro no solo fomenta el intercambio académico, sino que también atrae la participación del sector privado, lo cual es crucial para avanzar en el desarrollo de la tecnología de fusión nuclear. La experiencia internacional de los investigadores en etapas tempranas de su carrera también contribuirá a cultivar futuros talentos en fusión nuclear, impulsando aún más el progreso en este campo.