Luis Ángel Márquez Flores
Editor JrEn mayo de 2025, investigadores alemanes lograron algo nunca antes visto: generar con éxito iones de helio-3 de alta energía. De acuerdo con Interesting Engineering, la hazaña fue posible mediante una técnica llamada calentamiento por resonancia ciclotronica en el reactor de fusión Wendelstein 7-X.
El Wendelstein 7-X es el estelerador más grande del mundo y es operado por el Instituto Max Planck de Física de Plasma en Alemania. Este hito de los investigadores no solo representa un avance crucial para la fusión nuclear en la Tierra, también ha ayudado a resolver un enigma astronómico sobre el comportamiento de nuestro Sol.
El dilema del helio-4
Mediante el experimento realizado con este reactor, los investigadores buscan abordar uno de los mayores desafíos para el aprovechamiento de la energía de fusión: la contención eficiente de plasma supercaliente.
Según The Cool Down, con W7-X, los científicos han trabajo para desarrollar una forma más eficiente de generar energía de fusión. El medio explica que, en el futuro, las plantas de energía comerciales producirán núcleos de helio-4, conocidos como "partículas alfa".
De acuerdo con un comunicado del Centro de Investigación de Jülich, estas partículas son vitales porque actúan como el "combustible térmico" que mantiene la temperatura del plasma de forma autosostenida. El problema es que, si estas partículas escapan demasiado rápido de la jaula magnética, el plasma se enfría y el proceso se detiene.
Dado que el W 7-X es un reactor experimental a escala reducida, los científicos no pueden generar directamente helio-4 comercial. En su lugar decidieron simular el comportamiento de las partículas alfa utilizando iones de helio-3, un isótopo más ligero que, al ser acelerado proporcionalmente a las dimensiones del reactor, replica con exactitud los efectos físicos que buscaban estudiar.
Modelo W7-X. Imagen | B. Schweer, ERM-KMS, Bruselas.
La simulación con helio-3
Para lograr esta aceleración, el equipo científico recurrió a un principio físico similar al de empujar a un niño en un columpio. Es decir que para que el balanceo gane fuerza, cada empujón debe aplicarse exactamente en el momento adecuado, coincidiendo con la frecuencia natural del movimiento. En física, a esto se conoce como resonancia.
En el interior del reactor se instaló una antena especial diseñada para emitir ondas electromagnéticas de alta frecuencia con una potencia en el rango de los megavatios. Allí, los científicos ajustaron estas ondas para que coincidieran con la frecuencia ciclotrónica de los iones de helio-3, es decir. Al entrar en resonancia perfecta, las partículas absorbieron la energía de las ondas de radio de manera ultraeficiente, acelerándose hasta los niveles de alta energía deseados.
Desvelando los misterios del Universo
Las implicaciones de este experimento van mucho más allá de la Tierra. Los investigadores descubrieron que los mismos procesos que impulsan las partículas de helio-3 en W7-X podrán explicar un gran misterio de nuestra estrella, el Sol.
El equipo señala que "esta investigación contribuye al desarrollo de una fuente de energía sostenible y proporciona información inesperada sobre el funcionamiento del Sol". Creen que los mismos procesos de resonancia podrían explicar la aparición ocasional de nubes ricas en helio-3 en su atmósfera.
Según , las partículas de helio-3 en el Sol podrían ser aceleradas selectivamente por ondas electromagnéticas naturales, formando nubes masivas que contendrían hasta 10,000 veces más helio-3 de lo habitual.
Imagen de portada |Max Planck Institute.
En Xataka México | El imán más potente del mundo puede levantar un portaaviones, pero su objetivo es garantizar el suministro energético del futuro.
Ver 0 comentarios