Científicos investigan si los imanes permanentes que utilizan los refrigeradores pueden ser claves para el desarrollo de energía de fusión. La pregunta es: ¿puede una pieza de tu nevera generar la misma energía que el sol y las estrellas?
Investigadores del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) y el Instituto Max Planck de Física de Plasma en Greifswald, Alemania, trabajan en una teoría que podría avanzar en el desarrollo de energía de fusión (la misma que producen el sol y las estrellas).
Stellator, la clave para producir energía de fusión
La base de su investigación científica es el stellator, creado por el fundador de PPPL a principios de la década de los 50.
Tal y como resumen los investigadores en un comunicado, la mayoría de los stellarator usan un conjunto de bobinas complejas y retorcidas que forman una espiral en forma de rayas en un bastón de caramelo para producir campos magnéticos que dan forma y controlan el plasma que alimenta las reacciones de fusión.
Los científicos defienden que los imanes permanentes que se usan en las neveras podrían producir la parte dura de estos campos esenciales, permitiendo que las bobinas simples no retorcidas produzcan la parte restante en lugar de las bobinas complejas.
Una solución que permitiría abaratar costes
“Las bobinas retorcidas son la parte más cara y complicada del stellarator y deben fabricarse con gran precisión en una forma muy complicada”, explica el físico Per Helander, jefe de la División de Teoría del Stellarator en Max Planck.
Los estelares simplificadores, que se ejecutan sin el riesgo de dañar las interrupciones que enfrentan los dispositivos de fusión tokamak más utilizados, pueden ser muy atractivos. “Estoy extremadamente entusiasmado con el uso de imanes permanentes para dar forma al plasma en stellators”, afirma Steve Cowley, director de PPPL y coautor del artículo. “Conduce a un diseño de ingeniería mucho más simple”.
Una idea que nace de un proyecto de la escuela
La nueva idea de imanes permanentes es una rama de un proyecto de feria de ciencias que Jonathan Zarnstorff, hijo del científico principal de PPPL Michael Zarnstorff, coautor del artículo. Jonathan quería construir un cañón de riel, un dispositivo que generalmente usa corriente de alto voltaje para generar un campo magnético que puede disparar un proyectil.
Como la corriente de alto voltaje sería peligrosa de usar en un salón de clases, padre e hijo decidieron usar imanes permanentes de neodimio para producir el campo magnético de manera segura.
Estos imanes generan campos bastante potentes para su pequeño tamaño. Lo mejor es que son campos “duros” que casi no se ven afectados por otros campos cercanos. De esta forma, podrían proporcionar lo que los físicos llaman la parte “poloidal” de un campo estelar en espiral, mientras que las bobinas redondas simples podrían proporcionar la parte “toroidal” que constituye el resto del campo.
“Pensé en eso a lo largo de los años, pero no tuve tiempo de desarrollar la idea”, asegura Zarnstorff. La idea finalmente se hizo realidad durante las conversaciones con Cowley y el físico Cary Forest de la Universidad de Wisconsin-Madison.
Los imanes permanentes están siempre “encendidos” en fuerte contraste con las bobinas electromagnéticas estándar que usan los estellaradores y tokamaks. Tales bobinas crean campos magnéticos cuando una corriente eléctrica los atraviesa, corriente que requiere fuentes de alimentación que los imanes permanentes no necesitan.
