Descubrimiento de fusión nuclear revela extraño comportamiento de fuente de energía ilimitada
A pesar de las promesas de avances inminentes en el interior Fusión nuclear energía que se remonta a décadas, la limpieza definitiva energía fuente permanece fuera del alcance de los científicos.
UNA nuevo estudio publicado el lunes en el periodico Naturaleza Físico puede ayudar a explicar por qué la fusión es un rompecabezas tan difícil de resolver: a pesar de los modelos informáticos más avanzados que nunca, los investigadores descubrieron recientemente que las partículas en las reacciones de fusión en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) de EE. UU. se comportan de manera muy diferente a lo que los modelos dijeron que deberían. La energía parece estar saliendo de la reacción de una manera que los científicos actualmente no pueden explicar, lo que sugiere que puede ser necesaria una comprensión más fundamental de la física nuclear de alta energía antes de que la energía de fusión se convierta en una realidad.
El NIF ubicado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California utiliza láseres para crear las intensas presiones y temperaturas necesarias para desencadenar una reacción de fusión. A diferencia de los reactores de fisión nuclear actualmente en funcionamiento en todo el mundo que dividen los átomos de uranio para liberar energía, las reacciones de fusión comprimen dos isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio, para formar un átomo de helio, el mismo proceso de liberación de energía que alimenta al sol. 🇧🇷
En enero, Los investigadores del NIF anunciaron un gran avance, la generación de un “plasma llameante”. Los láseres NIF calientan el deuterio y el tritio hasta que alcanzan el estado de plasma de la materia, donde los electrones son arrancados de los núcleos de sus átomos, una sopa caliente de iones. Un plasma solo se considera en llamas si las reacciones de fusión que tienen lugar en el plasma proporcionan el calor necesario para mantener esas reacciones: un plasma que se autocalienta es un plasma en llamas.
Ahora, en un nuevo análisis, el científico del Laboratorio Lawrence Livermore Ed Hartouni y sus colegas han descubierto que la energía liberada del plasma en llamas no se ajusta al patrón de distribución que predijeron los modelos científicos. Sus hallazgos sugieren que hay alguna otra fuente de energía no térmica que contribuye a la reacción de fusión del plasma ardiente, según el Dr. Hartouni.
“Nuestras simulaciones usan modelos para predecir el resultado de nuestros experimentos. Estos modelos se basan en ideas teóricas que deben simplificarse para permitir el cálculo; no podemos simular todo [1,000,000,000,000,000,000] individualmente”, dijo Hartouni a The Independent en un correo electrónico. «Esto podría ser una señal de que nuestros modelos no serán lo suficientemente buenos para predecir los plasmas en este plasma en llamas, especialmente a medida que aumenta el rendimiento de la implosión».
Entonces, si bien existen desafíos de ingeniería fundamentales para construir un reactor de fusión que pueda proporcionar energía útil (generar el calor necesario para crear plasma en llamas y luego retenerlo durante largos períodos de tiempo), resolver estos problemas podría abrir la puerta a más. experimentos necesarios para comprender la física fundamental de cómo funciona la fusión, según un artículo de opinión asociado por el físico de la Università di Roma «La Sapienza» Stefano Atezeni publicado en Naturaleza física Lunes.
“Obtener un plasma ardiente no solo es un paso importante en el largo camino hacia la energía de fusión, sino que también allana el camino para investigaciones de condiciones inexploradas de la materia, con resultados a veces sorprendentes”, escribió Atzeni en su artículo. Esto confirma, una vez más, que incluso después de entrar en los regímenes de combustión e ignición del plasma, la investigación de fusión no puede prescindir de la física experimental fundamental del plasma”.
