China desarrolla material criogénico pionero para reactores de fusión del futuro
En un nuevo avance que podría transformar la tecnología de reactores de fusión, científicos chinos han conseguido fabricar 30 toneladas de un innovador material criogénico basado en acero CHSN01. Este material se ha producido en longitudes continuas de hasta 5 kilómetros, marcando un hito en la fabricación de recubrimientos para conductores de cables coaxiales (Cable-in-Conduit Conductors, CICC), esenciales en la construcción de los imanes superconductores que emplearán los futuros reactores de fusión nuclear.
La importancia de los materiales criogénicos en la fusión nuclear
La fusión nuclear, considerada desde hace décadas como la “energía del futuro” por su capacidad para generar enormes cantidades de energía limpia y segura, necesita condiciones extremadamente exigentes para su desarrollo. Uno de los mayores retos técnicos reside en la creación de imanes superconductores capaces de confinar plasma a temperaturas de millones de grados, mientras sus propios materiales estructurales soportan campos magnéticos intensísimos y temperaturas cercanas al cero absoluto, en torno a los 4,2 Kelvin.
En este contexto, el nuevo recubrimiento de acero CHSN01 representa una solución avanzada para fabricar los conductores de los imanes de los futuros reactores. Estos conductores, ensamblados en complejos cables refrigerados por helio líquido, deben proteger los hilos superconductores de las tensiones mecánicas y magnéticas, además de mantener la integridad estructural a temperaturas criogénicas.
Ensayos y características técnicas del CHSN01
Según los datos revelados por los investigadores, las pruebas mecánicas realizadas a 4,2 Kelvin (alrededor de -269 grados Celsius) han demostrado que el acero CHSN01 ofrece una resistencia a la deformación superior a la de los materiales empleados anteriormente en este tipo de aplicaciones. En concreto, el material alcanza una resistencia media al límite elástico notable, lo que garantiza su idoneidad para los ambientes extremos de los reactores de fusión.
La capacidad para fabricar el CHSN01 en longitudes continuas de cinco kilómetros es igualmente destacable, ya que minimiza las uniones y puntos débiles que podrían comprometer el rendimiento de los imanes en operación. Esta producción continua a gran escala está considerada como una de las claves para el éxito de los grandes proyectos de fusión, como el reactor internacional ITER en Francia, donde China participa activamente junto a otros países como Estados Unidos, Japón y miembros de la Unión Europea.
El contexto internacional: colaboración y competencia
El logro chino se produce en un momento de intensa competencia y colaboración internacional en el ámbito de la fusión nuclear. Mientras la NASA y la ESA concentran sus esfuerzos en la exploración del Sistema Solar y la búsqueda de exoplanetas habitables, el sector privado y público de la industria espacial se enfrenta a desafíos tecnológicos similares en cuanto a materiales avanzados y sistemas criogénicos.
Por ejemplo, SpaceX ha desarrollado tecnologías criogénicas de vanguardia para el almacenamiento y transferencia de propelentes en sus cohetes Starship y Falcon Heavy, esenciales para misiones interplanetarias y la futura colonización de Marte. Blue Origin, por su parte, también ha invertido en materiales y sistemas de gestión térmica para sus lanzadores reutilizables New Glenn y New Shepard.
En el ámbito europeo, la empresa española PLD Space ha dado pasos importantes en el desarrollo de lanzadores reutilizables, aunque su foco principal está en la propulsión y no en la criogenia de imanes. Virgin Galactic, dedicada principalmente al turismo suborbital, también ha mostrado interés en tecnologías de materiales avanzados para garantizar la seguridad y eficacia de sus vehículos.
Fusión nuclear y futuro energético
El desarrollo de materiales criogénicos como el CHSN01 es vital para el éxito de la fusión nuclear, la cual podría revolucionar el panorama energético global. Los reactores de fusión, a diferencia de los de fisión actuales, no generan residuos radiactivos de larga duración y utilizan combustibles abundantes, como el deuterio extraído del agua y el tritio producido a partir del litio. Si la tecnología madura y se comercializa, podría ofrecer energía casi ilimitada y libre de carbono.
China, con este avance, consolida su posición como uno de los principales actores en la carrera por lograr la fusión nuclear comercial. El país asiático no solo participa en el proyecto ITER, sino que también desarrolla su propio reactor experimental, el HL-2M Tokamak, apodado “el sol artificial”, que ha logrado mantener plasmas a temperaturas récord.
En definitiva, la fabricación a gran escala de recubrimientos criogénicos de alta resistencia por parte de China representa un paso fundamental hacia la viabilidad de los reactores de fusión, que podrían cambiar para siempre el suministro energético mundial. Habrá que estar atentos a los próximos hitos en este sector estratégico, donde la innovación en materiales juega un papel tan determinante como la propia física del plasma.
(Fuente: SpaceDaily)
