La razón por la que aún no contamos con reactores de fusión nuclear capaces de generar electricidad de manera eficiente se debe a las extremadamente difíciles condiciones necesarias para mantener la reacción de fusión. Uno de los mayores desafíos es que el plasma del reactor necesita alcanzar temperaturas de al menos 150 millones de grados Celsius.

En instalaciones como ITER (Reactor Experimental Termonuclear Internacional), que se está construyendo en Cadarache, Francia, el plasma, que es un gas muy caliente, contiene los combustibles que son esenciales para iniciar la reacción de fusión. Los reactores comerciales de fusión utilizarán deuterio y tritio, isótopos del hidrógeno que se han utilizado ya en experimentos en instalaciones como JET en Oxford, Inglaterra.

Ambos isótopos tienen una carga eléctrica global positiva, lo que les permite ser confinados dentro de un campo magnético. Sin embargo, para que los núcleos de deuterio y tritio se fusionen, deben alcanzar la energía cinética suficiente para superar su repulsión natural, lo que solo es posible a temperaturas extremadamente altas.

Aquí es donde entra en juego el girotrón, una máquina desarrollada en la década de 1960 en la Unión Soviética. Desde entonces, sus diseños han mejorado significativamente. Los girotrones modernos son cruciales para la fusión nuclear, especialmente en reactores que utilizan el confinamiento magnético, como los tokamaks y stellarators.

Los girotrones no solo calientan el plasma; también transportan corriente eléctrica a través de gases a temperaturas elevadísimas. Generan radiación electromagnética en forma de ondas milimétricas y pueden alcanzar potencias de varios megavatios. Esto les permite calentar el plasma a las temperaturas extremas que requieren los experimentos de fusión.

En términos sencillos, un girotrón funciona como un cañón que dispara electrones, los cuales son confinados en un tubo por un intenso campo magnético. A medida que giran, los electrones atraviesan un compartimento que transforma su energía en ondas electromagnéticas.

Este componente también organiza los electrones en grupos llamados racimos, lo cual es esencial para liberar energía de manera más eficiente. La energía liberada se convierte en microondas de alta potencia, que luego son utilizadas para calentar el plasma que contiene deuterio y tritio, lo que es fundamental para la reacción de fusión nuclear.

Firmas importantes como EUROfusion están detrás de estos avances, que contribuyen a un futuro energético más limpio. La fusión nuclear tiene el potencial de revolucionar el suministro de energía, proporcionando una fuente abundante y sostenible de electricidad en el mundo. Aunque todavía estamos lejos de lograr esto de manera comercial, cada día nos acercamos más a un futuro donde la fusión podría ser la respuesta a nuestras necesidades energéticas.