Como pueden atestiguar el Sol y las propias estrellas, la fusión nuclear podría ser una fuente de energía esencialmente ilimitada, si tan sólo pudiéramos aprovecharla. El problema es que el plasma utilizado es inherentemente inestable, y las grandes erupciones pueden dañar los reactores que lo contienen. Pero ahora, los físicos del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL, por sus siglas en inglés) han encontrado una manera de prevenir esas grandes erupciones, provocando muchas pequeñas a través de la inyección de pequeños gránulos de berilio.

La fusión nuclear es básicamente lo contrario de la fisión nuclear, que es el método utilizado en las centrales nucleares de todo el mundo. Cuando la fisión implica la separación de átomos y la recolección de la energía liberada, la fusión consiste en fusionar los núcleos de los átomos, lo cual es más limpio, seguro y eficiente que la fisión.

Esto se hace generalmente en reactores huecos en forma de dona llamados tokamaks, que están llenos de anillos de plasma tan calientes como el Sol. Pero como es de esperar, se necesita un esfuerzo tremendo para mantener las intensas presiones y temperaturas requeridas para una «estrella artificial» aquí en la Tierra. Las erupciones llamadas modos de localización de bordes (ELMs) pueden dañar las paredes de los reactores, haciéndolos menos seguros y requiriendo el reemplazo de partes con demasiada regularidad.

Los ELMs son difíciles de eliminar, pero como se preguntaron los investigadores de PPPL, tal vez puedan ser controlados en su lugar. El equipo encontró que la creación de una serie de pequeños ELM podría evitar que ocurrieran otros más grandes y dañinos. Estas erupciones más pequeñas podrían desencadenarse inyectando gránulos de berilio en el plasma hirviendo a intervalos regulares. El equipo estaba probando si la técnica podía utilizarse en el ITER, un tokamak que se está construyendo actualmente en Francia.

Las simulaciones por computadora mostraron que los gránulos de berilio, de aproximadamente 1,5 mm de espesor, podían penetrar lo suficientemente profundo en el plasma como para disparar los ELM de manera más efectiva. Luego, el equipo realizó experimentos físicos en el DIII-D, un reactor de tokamak que se encuentra en la Instalación Nacional de Fusión en San Diego.

Los investigadores utilizaron campos magnéticos para restringir el plasma de la misma manera que lo hará el ITER, e inyectaron gránulos de carbono, litio y carburo de boro, que son todos metales ligeros con propiedades similares al berilio. Y los primeros resultados parecen exitosos.

«Este es el primer intento de averiguar cómo penetrarían estas impurezas en el ITER y si se produciría un cambio suficiente en la temperatura, la densidad y la presión para desencadenar un ELM», dice Rajesh Maingi, coautor del estudio. «Y de hecho parece que esta técnica de inyección de gránulos con estos elementos sería útil.»

El equipo dice que los gránulos de berilio podrían ser una de las muchas herramientas de manejo de plasma que se utilizan en los tokamaks, con otras que incluyen imanes externos e inyecciones de gránulos de deuterio. El siguiente paso es probar la técnica en otros tokamaks, como el Joint European Torus (JET) en el Reino Unido.