Una pequeña startup de unos 10 empleados en Seattle está desarrollando un reactor de fusión nuclear. Se llama Orbitron y "no es más grande que una fiambrera".
Los fundadores de Avalanche Energy se han marcado un objetivo tan difícil como pequeño para llevar esta energía limpia a todos los lugares.
Robin Langtry y Brian Riordan, dos exingenieros de la empresa espacial de Jeff Bezos, Blue Origin, decidieron dejar la empresa y desarrollar el Orbitron su pequeño reactor de fusión. "Sabemos que no arreglaremos el clima con la tecnología existente o simplemente creando un generador de fusión que funcione. La única opción es crear tecnología más limpia, más barata, más móvil, más flexible, más densa en energía y simplemente mejor que la que se haya creado hasta ahora" dice la compañía.
Una reacción de fusión no libera gases de efecto invernadero y, a diferencia de la fisión nuclear, no produce desechos radiactivos de vida prolongada. Además, los elementos que se necesitan son muy abundantes en la tierra, pero aún no está lista para llegar a las casas y jubilar a la fisión y demás fuentes energéticas, por muy renovables que sean.
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De casa al espacio
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos de átomos ligeros, por lo general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen formando un núcleo más pesado y liberan energía.
Esto es lo que ocurre en el Sol. Cuando se fusionan los núcleos de hidrógeno, se forma helio, liberando una gran cantidad de energía en forma de radiación electromagnética, que los seres vivos perciben en la Tierra en forma de luz y calor.
Pero esta fusión no es fácil de producir y menos aún hacerlo de forma controlada. "Estamos persiguiendo el santo grial de la energía limpia a una escala que solo se ve en la ciencia ficción", reconocen en su web los responsables de Avalanche Energy. Para ello, es necesario que la fuerza de atracción de los dos núcleos que deben unirse supere las fuerzas de repulsión electrostática que los mantiene a una distancia prudencial.
De ahí que, hasta ahora, se hayan emprendido grandes proyectos bajo tierra con potentes imanes, láseres y altas temperaturas. Pero, si esta tecnología a gran escala tiene aún problemas por resolver, resulta aún más sorprendente que estemos hablando de reducir su tamaño.
En la siguiente imagen se puede observar la diferencia de dimensiones entre Orbitron y un tokamak, una cámara toroidal con campo magnético generado por grandes imanes como la que se usa en el ITER.
La propuesta de Avalanche Energy se enfoca en crear una fuente de energía que pueda nutrir reducidos equipos electrónicos, como pueden ser los coches de un aparcamiento o los electrodomésticos de una casa. Los fundadores de la compañía explican en Canary Media que buscaban condensar la fusión en un equipo no más grande que un extintor de incendios.
Su diseño modulable plantea la posibilidad de generar solo la energía que se necesita, entre 5 kW y 15 kW. De esta forma, se puede utilizar en casa para poner a funcionar los electrodomésticos o usarlo en un aparcamiento para cargar varios coches eléctricos.
Igualmente, sería posible agrupar un gran número de estos minirreactores para producir energía limpia a escala de megavatios. Incluso han recibido una subvención de la Unidad de Innovación de Defensa de Estados Unidos para utilizar su tecnología en un prototipo de motor de fusión que servirá de propulsor espacial.
¿Cómo funciona Orbitron?
Para poder comprimir un "pequeño sol" en un reactor de este tamaño, los ingenieros plantean una nueva forma de crear fusión nuclear. En su lugar, parten de la base de un reactor de fusión electrostático diseñado por Tom McGuire, el ingeniero aeroespacial de Lockheed Martin.
Dentro de Orbitron, unos cañones lanzan a gran velocidad los iones de deuterio (isótopos de hidrógeno) hacia una trampa. Los iones quedan atrapados en un campo electrostático justo en el núcleo del reactor. Para productir el plasma, un generador de alta tensión recrea las condiciones necesarias. En este entorno, los iones orbitan, colisionan y se fusionan liberando energía.
Además de su reducido tamaño y su posible uso doméstico, otro de los aspectos sorprendentes de este proyecto es la utilización de equipos más corrientes. Avalanche Energy emplea en este proceso una técnica de confinamiento de electrones que se encontraría en los hornos microondas.
De igual manera, la tecnología electrostática para atrapar los iones se utiliza de forma habitual en espectrometría de masas comercial, un dispositivo que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos. En definitiva, dos equipos electrónicos ya existentes y de bajo coste que han encontrado un nuevo campo donde ser de gran utilidad.
Desafíos
El proyecto sigue en una fase inicial, superando obstáculos y desafíos pasito a pasito. Desde 2018, han avanzado con cautela en la investigación para desarrollar esta tecnología. En 2021 abrieron sus instalaciones en Seattle y en el mes de maro de 2022 consiguieron generar sus primeros neutrones mediante fusión.
Aún así, "sigue siendo un proyecto de investigación", como explicaron Langtry y Riordan en una entrevista para GeekWire. Ahora mismo lo que se plantean es agregar imanes al sistema para crear un reactor de mayor densidad capaz de producir más energía.
Su mayor desafío será crear un voltaje lo suficientemente alto, del orden de 600.000 voltios, en un espacio tan reducido para que funcione.
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