El 15 de octubre de 2014 copó muchos titulares la multinacional Lockheed Martin. Su proyecto liderado por Tom McGuire pretende comercializar un reactor de fusión compacto de 100 MW en diez años. Por supuesto, buscan financiación privada para lograr un prototipo en cinco años. Necesitan mucha financiación. Muchísima más de la que imaginas. ¿Lograrán recabarla? El impacto mediático de su anuncio ha superado todas sus expectativas.
¿Qué sabemos sobre el proyecto de fusión de Lockheed Martin? Te resumiré lo poco que sabemos, sazonado con un pizca de sal de mi propia cosecha. Más información en Daniel Clery, “Lockheed looks for partners on its proposed fusion reactor,” Science Insider, 21 Oct 2014; Jeff Tollefson, “Lockheed Martin’s fusion goals meet scepticism. Company claims it will have a working reactor in a decade,” Nature News, 17 Oct 2014.
El proyecto de Tom McGuire está bajo secreto industrial, por lo que ha transcendido muy poco. Su proyecto continúa el trabajo previo en Lockheed Martin liderado por Charles Chase cuyo objetivo era desarrollar un reactor de fusión compacto de alto beta (presentado en el Google Solve for X forum, Feb, 2013). Este tipo de reactores suelen tener una forma esférica o elipsoidal, por lo que suelen llamar spherical tokamaks o spheromaks).
Hoy en día hay más de 16 reactores de alto beta funcionando o en desarrollo en todo el mundo. La mayoría son pequeños reactores compactos de uso experimental en universidades (por ello se suelen llamar reactores de fusión compactos). Los spheromaks más grandes son NSTX (National Spherical Toms Experiment) en el PPPL de Princeton, EEUU, y MAST (Mega Ampere Spherical Tokamak) en Culhan, Gran Bretaña. Pero hay muchos otros. En Rusia tenemos GLOBUS-M (ahora mismo en proceso de mejora a GLOBUS-M2 que debería estar listo en 2015), en EEUU tenemos PEGASUS, Univ. Wisconsin, HIT-II (Helicity Injected Torus II), Univ. Washington, y CDX-U/LTX, PPPL, Princeton. En Japón tenemos QUEST / CPD (Q-shu University Experiment with Steady State Spherical Tokamak), Univ. Kyushu, TST-2, Univ. Tokyo, y SUNIST (Sino United Spherical Tokamak), Univ. Tsinghua, entre otros. En Brasil tenemos ETE, en Italia PROTO-SPHERA, y así sucesivamente.
Todos estos proyectos prometen lograr un prototipo de reactor compacto en pocos años. Lo que te quiero decir con todo esto, para que no te engañes, es que el proyecto de Lockheed Martin es uno más entre otros muchos. No pienses ni que es el proyecto más avanzado, ni que es el más prometedor. Sólo es un proyecto más.
Los reactores de alto beta fueron muy estudiados en los 1960 y 1970, pero fueron descartados por la mayoría de los expertos en los 1980. Renacieron con cierta fuerza a partir del año 2000 gracias a los logros de NSTX y MAST. Pero no pienses que lograron alcanzar la fusión como el británico JET, o como logrará ITER.
¿Qué diferencias hay entre la nueva propuesta de Lockheed Martin y otras propuestas? No se conocen muchos detalles, pero lo que cuenta Daniel Clery sobre la rueda de prensa de Tom McGuire es que han incorporado pequeños cambios al diseño que todo el mundo usa. Creo que es utópico pensar que estos pequeños cambios serán suficientes para superar todas las trabas y tener un prototipo en cinco años, o en diez años. Obviamente, desde Lockheed Martin deben afirmar que así será, no en balde quieren recabar financiación privada.
Clery nos cuenta que McGuire quiere usar el sistema de confinamiento por espejos magnéticos de MFTF-B (Mirror Fusion Test Facility B) en el LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory), California. En 1986, desarrollar MFTF-B costó unos 372 millones de dólares, pero nunca llegó a funcionar. Reconstruir el MFTF en pequeño a bajo coste es utópico y no hay constancia de que LLNL y Lockheed Martin estén colaborando de forma activa.
Otros problemas adicionales del reactor de McGuire están asociados a los materiales de aislamiento y contención del plasma. Un reactor de unos 7 metros de diámetro total no tiene volumen suficiente de aislamiento si se alcanza un estado de fusión estable en el plasma. Soñar con que en cinco años, o en diez años, la tecnología de materiales permitirá resolver este problema también me parece bastante utópico.
En resumen, mi opinión personal es que el anuncio de Lockheed Martin es pura paja. Ha tenido gran eco mediático, pero no tiene pinta de que haya materia gris y dinero suficiente para resolver los enormes problemas asociados a los reactores de alto beta. Necesitan cientos de millones de dólares (como los grandes proyectos de este tipo que fracasaron en el pasado). A bajo coste (decenas de millones de dólares) no se puede hacer milagros. Como siempre, espero estar equivocado, por el bien de todos.
Por cierto, para un plasma confinado magnéticamente el valor beta (β = p/pmag) es el cociente entre la presión del plasma (p = n kB T) y la presión magnética de confinamiento (pmag = B²/2μ0). En los tokamak hay campos magnéticos toroidales, poloidales y externos, con lo que hay, al menos, tres valores de β llamados βT, βN y β. La estabilidad del plasma impone un límite máximo al valor de β que depende del factor de aspecto (cociente entre el semieje mayor y el menor) del reactor, en concreto, β < 1/A. En un tokamak se suele tener A > 2,5 y se suele trabajar con beta bajo, β ~ 0,1. En los spheromaks se suele tener A < 1,5 y se suele trabajar con β < 1. Sin embargo, muchos de los proyectos usan βT > 1, o βN > 1, aunque con β ~ 1.
La Ciencia de la Mula Francis
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