ELa fusió nuclear és el procés que alimenta el Sol i les estrelles, ha estat durant dècades una de les grans promeses de l’energia neta.
En aquest context, el Laboratori de Física de Plasma de Princeton (PPPL), als Estats Units, ha desenvolupat un stellarator compacte i innovador que podria marcar un punt d’inflexió en la recerca de la fusió. El dispositiu, construït amb materials disponibles al mercat i amb un cost aproximat de 640.000 dòlars, és extraordinàriament més barat i ràpid de fabricar que altres instal·lacions similars. Per comparar, el stellarator alemany Wendelstein 7-X, un dels més avançats del món, va requerir més de vint anys de treball i una inversió d’uns 1.100 milions de dòlars. Aquesta diferència no només és econòmica, sinó també estratègica: redueix el temps necessari per provar noves idees i accelera el ritme de la innovació.
Un stellarator és un dispositiu de confinament magnètic que utilitza camps magnètics externs per mantenir el plasma que és un gas estable ionitzat a milions de graus i, separat de les parets del reactor. Aquesta configuració permet que el plasma es mantingui en suspensió sense tocar cap superfície sòlida, ja que qualsevol contacte destruiria els materials en fraccions de segon. A diferència dels tokamaks, que són actualment la tecnologia dominant en la recerca de fusió i que depenen en part de corrents elèctrics interns al plasma per estabilitzar-lo, els stellarators generen tot el seu camp magnètic des de l’exterior. Això els confereix un avantatge teòric important: poden funcionar de manera contínua i amb més estabilitat, evitant certes inestabilitats inherents als tokamaks.
Històricament, els stellarators van quedar en segon pla perquè el seu disseny és extraordinàriament complex. Les bobines magnètiques han de tenir formes tridimensionals molt sofisticades, sovint amb geometries retorçades que requereixen una fabricació d’alta precisió. Aquesta complexitat feia que els costos i els temps de construcció fossin molt elevats. No obstant això, els avenços en supercomputació i modelatge numèric han permès optimitzar millor els camps magnètics i simplificar-ne el disseny. A més, els progressos en materials superconductors i en tècniques de fabricació han reobert la porta a aquesta tecnologia.
La gran innovació del stellarator del PPPL és l’ús d’imants permanents de terres rares en lloc dels tradicionals electroimants complexos. Aquests imants, disposats amb precisió al voltant de l’estructura del dispositiu, generen el camp magnètic necessari sense requerir sistemes elèctrics massius ni refrigeració criogènica avançada. Això redueix considerablement el cost i la complexitat tècnica. Encara que aquest reactor no està dissenyat per produir electricitat comercial, sí que és una eina experimental clau per estudiar el comportament del plasma i provar noves configuracions magnètiques de manera ràpida i econòmica.
Aquest enfocament més àgil ha despertat interès en l’àmbit empresarial i ha contribuït a l’aparició de noves empreses emergents centrades en la fusió. El sector privat està entrant amb força en aquest camp, atret per la possibilitat de desenvolupar reactors més compactes i modulars. La combinació d’investigació pública, startups tecnològiques i inversió privada està generant un ecosistema d’innovació que podria accelerar significativament els avenços.
Tot i així, encara hi ha obstacles importants. Cap stellarator ni tokamak ha aconseguit fins ara produir de manera sostinguda més energia de la que consumeix en un entorn comercial viable. El plasma ha d’assolir temperatures superiors als 100 milions de graus Celsius, i els materials del reactor han de suportar condicions extremes de radiació i calor. A més, escalar un dispositiu experimental compacte fins a una planta de producció elèctrica continua sent un repte científic i d’enginyeria de gran magnitud.
Malgrat aquestes dificultats, la importància d’aquest tipus d’avenços és innegable. En un moment en què el canvi climàtic exigeix una descarbonització profunda del sistema energètic global, la fusió nuclear representa una possible font d’energia abundant, segura i pràcticament inesgotable. Projectes com el stellarator compacte de Princeton no solucionen immediatament el problema energètic mundial, però aporten una nova manera de treballar: més ràpida, més econòmica i més flexible. Aquesta estratègia podria escurçar el camí cap a una futura generació de reactors de fusió capaços d’alimentar ciutats senceres sense emissions de carboni.
La cursa per dominar l’energia de les estrelles continua oberta, però amb iniciatives com aquesta, el futur de la fusió sembla una mica més proper i, sobretot, més accessible.
Ramon Gallart