El Reino Unido construye una máquina de plasma para acercar la fusión nuclear.

Culham: la última máquina de fusión vuelve a despertar y, esta vez, lo que está en juego parece mayor que en años.

En un tranquilo campus de Oxfordshire, más conocido por los iniciados que por los titulares, el experimento insignia de fusión del Reino Unido se prepara para una nueva fase de pruebas implacable. Detrás de los acrónimos y las cámaras de vacío hay una pregunta directa: ¿de verdad podemos aprender a moldear, retorcer y “torturar” el plasma lo suficiente como para que la energía de fusión sea algo más que una promesa permanente?

Una nueva campaña para un problema muy caliente

A finales de 2025, el Mega Amp Spherical Tokamak Upgrade -MAST Upgrade, para abreviar- inició en Culham su quinta campaña científica. La máquina no se parece en nada a una central eléctrica. No está conectada a la red, ni lo estará nunca. Su función es más extraña: actúa como un laboratorio de física para una sustancia que apenas existe en la Tierra, pero que llena la mayor parte del cosmos visible.

Se espera que más de 200 investigadores de alrededor de 40 institutos pasen por la sala de control durante seis meses intensos. Su materia prima es el plasma, un gas calentado hasta que los electrones se separan de los átomos. Su unidad de trabajo es el “pulso”: descargas breves que confinan esta sopa hirviente dentro de la cámara del tokamak durante apenas unos segundos cada vez.

Sobre el papel, un pulso parece poco impresionante. Parpadea, alcanza un pico y desaparece casi tan pronto como empieza. En realidad, esos instantes breves encierran una mezcla salvaje de condiciones extremas: presión aplastante, decenas de millones de grados, inestabilidades magnéticas y una lluvia de partículas golpeando paredes de acero y tungsteno.

En unos pocos segundos de plasma, MAST Upgrade puede recrear condiciones que fundirían casi cualquier material en la Tierra y desestabilizarían la mayoría de redes eléctricas.

A lo largo de unos 950 pulsos previstos para esta campaña, los equipos quieren construir una imagen más fiable de cómo se comporta el plasma cuando se le exige al máximo. No persiguen un único récord espectacular. Buscan patrones, fallos, cambios sutiles en los perfiles de temperatura y en las inestabilidades del borde que deciden si una futura planta de fusión funcionará de forma estable o se desconectará por disparo de protecciones.

Duplicar la potencia de calentamiento para pruebas más duras

Ondas de Bernstein electrónicas: clavando energía en el núcleo

Esta campaña también abre camino en hardware. La UK Atomic Energy Authority está convirtiendo MAST Upgrade en una especie de dispositivo de tortura para el plasma, cargándolo con tecnologías que estiran y tensan el gas caliente de diferentes formas.

La mejora más llamativa es un nuevo sistema de calentamiento basado en ondas de Bernstein electrónicas. En lugar de depender solo de haces neutros -en esencia, átomos de alta energía disparados como dardos al plasma-, este sistema inyecta ondas electromagnéticas de alta frecuencia que acoplan directamente con los electrones en el núcleo del plasma.

Como estas ondas depositan energía en lo más profundo del plasma, permiten a los físicos ajustar el perfil de temperatura con mucha más precisión. Pueden calentar el centro sin recalentar los bordes, o distorsionar deliberadamente los flujos de corriente para probar cómo reacciona el plasma.

El calentamiento por ondas de Bernstein electrónicas da a los investigadores un “mando a distancia” sobre la forma y la temperatura del plasma, sin contacto físico.

Más haces neutros, condiciones más severas

Además, está previsto que dos nuevos inyectores de haz neutro entren en funcionamiento entre 2026 y 2027. En conjunto, duplicarán aproximadamente la potencia total de calentamiento de la máquina.

Ese impulso extra importa. Plasmas más calientes y densos se sitúan más cerca del régimen requerido para un reactor productor de energía, en el que las reacciones de fusión entre deuterio y tritio liberan más energía de la que consume la máquina. Aunque MAST Upgrade no busca electricidad neta, empujar el espacio operativo en esta dirección pone a prueba si el concepto de confinamiento puede soportar condiciones más duras.

• Los haces neutros aportan calentamiento volumétrico e impulsan corrientes.
• Las ondas de Bernstein electrónicas moldean la estructura interna de la temperatura.
• Las bobinas magnéticas afinan la estabilidad en el borde del plasma.

Combinando estas herramientas, los investigadores pueden, en esencia, “diseñar” distintos tipos de plasma y observar cómo falla o cómo aguanta cada configuración.

De Culham a una futura planta de fusión del Reino Unido

MAST Upgrade no está aislado. Alimenta directamente a STEP, el programa insignia del Reino Unido para construir una planta prototipo de energía de fusión en la década de 2040. STEP pretende demostrar que la fusión puede convertirse en una fuente de electricidad baja en carbono comercialmente relevante, no solo en una curiosidad experimental.

En ese contexto, MAST Upgrade se convierte en un banco de pruebas. Cada nuevo sistema atornillado a la máquina -desde diseños de evacuación de calor hasta algoritmos de control- puede graduarse hacia STEP o morir en el laboratorio. La lógica es simple: malgastar unos cuantos disparos en MAST ahorra miles de millones más adelante en una planta a gran escala.

Desde fuera, el ritmo puede parecer lento. La investigación en fusión rara vez avanza mediante un único experimento “Eureka”. En su lugar, se arrastra hacia delante mientras los equipos reúnen cientos de pequeñas piezas de evidencia que afinan los modelos y descartan malas opciones de diseño.

La fusión se acerca no con un gran salto, sino descartando caminos de fallo, campaña a campaña.

Retorcer el plasma en lugar de solo contenerlo

Cuatro grandes preguntas para esta campaña

La nueva serie de experimentos apunta a cuatro preguntas acuciantes de la investigación en fusión:

• Plasmas de alta presión: ¿hasta dónde puede elevarse la presión en un tokamak esférico antes de que la turbulencia y las inestabilidades desgarren el plasma?
• Control y estabilidad: ¿qué configuraciones magnéticas y patrones de calentamiento prolongan la operación estable, y cuáles desencadenan modos localizados en el borde peligrosos?
• Evacuación de calor y divertores: ¿puede un divertor compacto soportar el feroz flujo de calor en la base de la columna de plasma?
• Modelado predictivo: ¿con qué precisión pueden las simulaciones modernas prever lo que ocurrirá en un pulso antes de que el equipo pulse el botón de “inicio”?

Gran parte del interés en torno a MAST Upgrade reside en su geometría. Es un tokamak esférico: imagina una manzana con el corazón, en lugar de una rosquilla ancha y plana. Esta forma empaqueta las líneas de campo magnético en un volumen más compacto. Eso promete, al menos en teoría, una ruta más eficiente hacia alta presión y una central más pequeña y barata.

Durante la campaña anterior, el equipo logró un hito usando bobinas magnéticas 3D para controlar la forma del plasma con más delicadeza. En lugar de confiar solo en campos simétricos con forma de anillo, añadieron pequeñas asimetrías para amortiguar inestabilidades sin colapsar la descarga. Ese tipo de finura podría resultar crucial para futuros reactores comerciales que necesiten pulsos largos y suaves, en lugar de ráfagas esporádicas.

El divertor: donde las máquinas de fusión se queman los pies

Una de las partes menos glamourosas de cualquier tokamak quizá sea también la más crítica: el divertor. Este componente se sitúa en la parte inferior de la cámara de plasma y gestiona el calor y las partículas residuales, como un sistema de escape de un coche.

En MAST Upgrade, el diseño del divertor es radical. Los ingenieros han moldeado el campo magnético para que el calor se reparta sobre un área mayor, dando a los materiales más opciones de sobrevivir. Al experimentar con divertores compactos y avanzados, el Reino Unido espera demostrar que las futuras centrales podrían reducirse de tamaño sin freír su propio hardware.

Si el divertor falla, incluso un plasma de fusión perfectamente estable se vuelve inútil, porque la máquina no puede evacuar el calor sin destruirse.

Cómo encaja MAST Upgrade en la carrera global por la fusión

La investigación en fusión forma hoy una densa red internacional, no un proyecto de carril único. MAST Upgrade desempeña un papel dentro de ese ecosistema, mientras otras instalaciones se centran en preguntas distintas.

Instalación	País	Enfoque principal
ITER	Francia (internacional)	Mostrar ganancia energética a gran escala en un tokamak convencional.
MAST Upgrade	Reino Unido	Física de tokamak esférico y divertores avanzados.
WEST	Francia	Resistencia de componentes de tungsteno bajo calor sostenido.
EAST	China	Duraciones de plasma muy largas a altas temperaturas.
Wendelstein 7-X	Alemania	Confinamiento tipo estelarator sin corriente de plasma.

Mientras la máquina francesa WEST pasa buena parte del tiempo “asando” materiales, MAST Upgrade pregunta hasta dónde puede llegar una geometría compacta en rendimiento y control. JET, que antes estaba en el mismo emplazamiento de Culham, mantuvo el récord de energía de fusión con combustible deuterio-tritio hasta su cierre en 2023. ITER, en construcción en el sur de Francia, pretende llevar el concepto a escala industrial con una forma diferente y mucho mayor.

Esa mezcla de instalaciones importa porque ninguna máquina puede responder a todas las preguntas. Una futura planta comercial necesitará materiales robustos, buen confinamiento, sistemas de control inteligentes y costes de construcción asumibles. Cada laboratorio aborda una parte del reto.

Gemelos digitales, IA y la nueva forma de operar un tokamak

Un hilo conductor clave del programa de MAST Upgrade es el modelado predictivo. Los investigadores están construyendo simulaciones de alta fidelidad del plasma y de la estructura circundante, y luego contrastan esos modelos disparo a disparo con datos reales.

El objetivo es un “gemelo digital” del reactor que permita al equipo probar estrategias de control en software antes de arriesgar nada en el hardware. Esta tendencia ya aparece en máquinas estadounidenses como DIII-D, donde algoritmos avanzados y herramientas de aprendizaje automático sugieren acciones de control más rápido de lo que podría reaccionar un operador humano.

Si esas herramientas funcionan en Culham, la futura planta STEP podría operar con una especie de piloto automático de fusión. Los operadores seguirían supervisando, pero el software ajustaría continuamente los campos magnéticos y la potencia de calentamiento para suprimir inestabilidades antes de que se vuelvan peligrosas.

Riesgos, recompensas y lo que viene después de MAST Upgrade

La física de la fusión conlleva riesgos reales, incluso en experimentos que no producen energía. Las disrupciones repentinas del plasma pueden aplicar cargas térmicas y mecánicas al recipiente, dañando componentes y reduciendo la vida útil de la máquina. Patrones de calor imprevistos pueden agrietar materiales caros. Cada pulso perdido cuesta datos y tiempo.

Por eso, la campaña de MAST Upgrade también actúa como una prueba de esfuerzo para la instrumentación de diagnóstico, los protocolos de seguridad y la planificación. Los equipos deben decidir lo cerca del límite que quieren operar cada día. Si se empuja con demasiada suavidad, la campaña aporta poco conocimiento nuevo. Si se empuja demasiado, puede que se pasen semanas reparando algo en lugar de disparar pulsos.

En el lado de las recompensas, un mejor dominio de la física del tokamak esférico podría abrir una ruta alternativa hacia la fusión comercial. Dispositivos más pequeños con mayor presión podrían conectarse con más facilidad a las redes nacionales que plantas gigantes de varios gigavatios. Podrían instalarse cerca de polos industriales, respaldando renovables o produciendo hidrógeno y calor de proceso.

Junto a los grandes proyectos nacionales, empresas privadas de Europa, Estados Unidos y Asia ya están elaborando conceptos compactos de fusión que se apoyan en gran medida en experimentos públicos como MAST Upgrade. Los datos de Culham se filtrarán en sus diseños, en sus códigos de simulación e incluso en sus planes de negocio.

Por ahora, sin embargo, la escena sigue siendo más modesta: una sala de control, un conjunto de monitores llenos de formas de onda, y un puñado de segundos en los que una estrella artificial parpadea dentro de una carcasa de acero. Esos pocos segundos, repetidos cientos de veces en condiciones cada vez más duras, le dirán al Reino Unido hasta dónde puede llegar esta “bestia torturadora de plasma” en el camino hacia una energía de fusión viable.