Cualquier dispositivo que facilite una fusión contenida y controlada de dos o más átomos para crear otro conjunto de átomos con una energía nuclear de menor potencial, liberando así esa energía para uso humano. Si esto es económicamente valioso o no, depende completamente de cómo se contenga, sostenga y transfiera la energía a las tiendas o líneas de energía eléctrica o electromagnética o térmica. En teoría, una reacción de fusión también puede causar una reacción química que resulta en un medio químico estable que almacena energía para su uso posterior, es decir, combustible.
El objetivo más común es fusionar el deuterio (hidrógeno pesado) en helio, dispersando los neutrones con la energía extra que no se requiere para mantener unido el helio. Dichos diseños de reactores, como el ITER, son muy grandes y dependen de mecanismos de enfriamiento y transferencia de calor similares al poder de fisión.
Sin embargo, los pequeños reactores que dependen de la contención sónica, por ejemplo (“sonofusión”), también se han propuesto para hacer una fusión de deuterio a pequeña escala.
Otra reacción es un solo protón (hidrógeno despojado de su electrón) fusionado con boro o litio, para crear tres o dos helios, respectivamente. Los reactores para estos son menos intensivos en neutrones, calor y magnetismo y se sugiere que sean construibles en tamaños lo suficientemente pequeños como para sentarse en la parte trasera de una camioneta, o al menos caber en un solo contenedor comercial de envío. MIT y General Fusion están trabajando en reactores de este tipo.
- ¿Cuánto costará alimentar un reactor de fusión?
- ¿Por qué no se fabrican los reactores de fusión nuclear?
- ¿Cuántas toneladas de combustible necesita una bomba nuclear para matar a todos los humanos del planeta (con la explosión y no los efectos posteriores)?
- La ley de radiactividad establece que la tasa de desintegración es proporcional al número de partículas presentes. ¿Qué sucederá si aislamos un solo átomo de un elemento radiactivo?
- ¿Qué otros metales además del uranio son radiactivos?
Se sabe que ocurre una gran cantidad de otras reacciones candidatas en estrellas a altas temperaturas y presiones, y generalmente se desconoce si pueden ocurrir económicamente en cualquier reactor terrestre. Sin embargo, podrían resultar extraordinariamente útiles en el espacio o en otros planetas.
Algunos diseños “aneutrónicos” o “fusores” se basan en campos cargados para dirigir átomos individuales o grupos muy pequeños de átomos para impactar entre sí. Estos no requieren imanes o láseres grandes, pero se encuentran en una etapa experimental temprana. Estos tienen potencial para ser transportados incluso en el cuerpo y pesan solo unos pocos kilogramos, sin los riesgos de radiación de la dispersión de neutrones. A menudo se construyen en sótanos, pero tienen obstáculos difíciles de superar antes de que puedan llegar al punto de equilibrio o proporcionar energía portátil útil. Sin embargo, son reactores de fusión que funcionan claramente, por lo general proporcionan un brillo apagado con la pequeña cantidad de energía liberada.
Como el uso habitual de los reactores de fusión es proporcionar energía, una buena visión general del campo para principiantes o inversores con referencias es el artículo en inglés Wikipedia Fusion Power. Enumera las reacciones de poder candidato más comunes como
- Deuterio, tritio
- Deuterio, Deuterio
- Deuterio, helio 3
- Protón, boro 11
Como todos estos elementos son comunes y abundantes, ya que el deuterio se encuentra en grandes cantidades en el agua de mar y se refina con bastante facilidad a bajo costo, es posible responder “qué es un reactor de fusión” también en términos económicos y políticos. Un reactor de fusión mejor que el equilibrio, considerando todos los costos, que fusiona cualquiera de estos átomos comunes, estaría entre las innovaciones más disruptivas que crean riqueza en la historia humana. Las “reservas” de combustibles fósiles de la noche a la mañana se volverían casi inútiles y el poder político basado en ellas se evaporaría, tales combustibles tienen efectos secundarios y responsabilidades tan negativos que permanecerían en uso solo para unas pocas aplicaciones específicas como la aviación. La energía eléctrica (como se prometió falsamente para la fisión) en realidad podría ser “demasiado barata para medir”, disponible por el costo de transmisión, distribución y mantenimiento, todos estos costos caen rápidamente a medida que los reactores se despliegan más cerca.
En consecuencia, un reactor de fusión generalizado factible “es” un escenario que debe aparecer con al menos alguna probabilidad (nombre su número: ¿1% de probabilidad para 2050? ¿5% de probabilidad para 2030?) En cualquier análisis de escenario para la evaluación del riesgo financiero a largo plazo planes de energía, especialmente en países productores de petróleo y carbón y betún que dependen de estas exportaciones para obtener ingresos. En Alberta, por ejemplo, la explotación de las arenas alquitranadas se aceleró por la urgencia en torno a los avances anticipados en fisión y fusión *, y los promotores de ese “recurso” particular lo citaron a menudo como una amenaza a largo plazo para la economía de Alberta si no extraía la cantidad máxima de betún y exportarlo lo más rápido posible. En efecto, la amenaza de mejores fuentes de energía llevó a Alberta a un modelo de exportación explotador, en lugar de invertir en refinación o generación de energía eléctrica u otros usos del betún que implicarían una planificación a más largo plazo. * Estos avances no ocurrieron, pero habían sido ampliamente prometidos y promovidos en Canadá, un importante exportador de uranio.
Otra forma de responder “qué es un reactor de fusión” es con referencia a la nucleosíntesis estelar natural existente, fusión que ocurre dentro de las estrellas. Una estrella puede considerarse como un reactor de fusión natural contenido por la gravedad más que la membrana o el magnetismo (aunque las estrellas tienen escombros y campos magnéticos que sirven para contener su producción de energía). Además, cuando explota una bomba H (u otras armas atómicas, algunas de las cuales dependen de fusiones de carbono o átomos aún más grandes), se trata de una reacción de fusión desbocada (en lugar de un reactor). Entonces, uno puede pensar en un reactor de fusión como un intento de imitar una estrella, o como un intento de contener una explosión de bomba atómica de alto rendimiento para el bien humano, no para el mal. Si un diseño de reactor de fusión particular es capaz de una reacción de fusión desbocada similar a una bomba H, entonces, un reactor de fusión también podría ser un arma muy mortal. Sin embargo, parece poco probable que dicho diseño sea aprobado y fabricado y exportado si se conociera dicha “característica”. Lo que no quiere decir que tal “característica” no se mantenga en secreto o se revele solo a compradores con mentalidad militar que buscan intimidar a sus rivales.
Cuando India y Pakistán adquirieron los reactores CANDU canadienses, su propósito previsto pero no declarado era enriquecer las armas nucleares. Cada uno construyó y explotó algunas bombas, pero no dependía mucho de la energía nuclear. Por lo tanto, hay razones para creer que cualquier característica de fusión desbocada de cualquier reactor de fusión podría explotarse para comercializar un diseño o ser conocida solo por un pequeño personal técnico, mientras que las salvaguardas diplomáticas y militares se subvierten y la tecnología extremadamente peligrosa llega a las partes cuyo motivo es el terror ( o “equilibrio del terror” o “destrucción mutua asegurada”). Otra respuesta a “qué es un reactor de fusión” es, potencialmente, una escalada de la capacidad humana existente para exterminar miles de millones de vidas humanas en muy poco tiempo. Demostrar de manera decisiva que un diseño de reacción de fusión particular * NO PUEDE modificarse en un dispositivo explosivo de alto rendimiento o enriquecer combustible para el mismo (especialmente los diseños de dispersión de neutrones a gran escala) podría resultar imposible. Por lo tanto, un reactor de fusión “es” una amenaza militar potencial, o es difícil demostrar que no lo es.
La perspectiva de que los reactores de fusión constituyen una amenaza para las estructuras de poder existentes, las relaciones económicas y los poseedores de riqueza, y el posible equilibrio nuclear del poder, pueden estar contribuyendo al lento progreso de la tecnología. Al menos, mucho más lento de lo que se predijo hace solo unas décadas.
MAST: ejemplo de una máquina Tokamak esférica. 
El C2 – Ejemplo de una máquina de configuración invertida en campo 
NIF – Ejemplo de una máquina ICF 
Z-Machine – Ejemplo de una máquina pinch 
Fusor: ejemplo de una máquina IEC. (método más barato del mundo) 
Polywell – Ejemplo de una máquina híbrida.