Las pistolas de plasma gigantes podrían ser la contestación al poder de fusión ilimitado

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Siete chorros supersónicos de plasma chocan durante un disparo de evidencia temprano del Experimento Plasma Liner.
(Imagen: © Laboratorio Nacional de Los Alamos)

Generar energía sin fin con cero emisiones sencillamente golpeando átomos de hidrógeno juntos ha sido algo al igual que un sueño increible durante décadas. Actualmente, los investigadores pueden estar un paso más cerca del poder de fusión factible, debido a un experimento futurista y docenas de pistolas de plasma.

Dieciocho de 36 pistolas de plasma están en su lugar en la máquina que podrían hacer realidad el poder de fusión . Esas armas son los componentes clave del Experimento de revestimiento de plasma (PLX) del Laboratorio Nacional de Los Alamos, que utiliza un nuevo enfoque para el inconveniente. PLX, si funciona, combinará dos procedimientos existentes para cerrar átomos de hidrógeno de un solo protón para formar átomos de helio de dos protones. Ese proceso genera enormes cantidades de energía por mota de combustible, demasiado más que dividir átomos pesados ​​(fisión) . La esperanza es que el procedimiento pionero en PLX enseñará a los investigadores cómo crear esa energía de forma eficiente para que valga la pena para el uso en el planeta real.

La promesa de la fusión es que produce toneladas de energía. Cada vez que dos átomos de hidrógeno se fusionan en helio, una reducida porción de su materia se transforma en un gran numero de energía.

El inconveniente de la fusión es que nadie reveló cómo generar esa energía de forma útil.

Los principios son gran cantidad simples, pero la ejecución es el desafío. En este instante, hay gran cantidad bombas de fusión de hidrógeno en el planeta que pueden liberar toda su energía en un instante y destruirse a sí mismas (y todo lo demás a kilómetros de separación). El niño ocasional inclusive logra construir un reactor de fusión pequeño e ineficiente en su sala de juegos . Pero los reactores de fusión existentes absorben más energía de la que crean. Nadie ha logrado crear una reacción de fusión controlada y sostenida que escupe más energía de la que consume la máquina que crea y contiene la reacción.

El primero de los dos procedimientos que combina PLX se llama confinamiento magnético. Esto es lo que se usa en los reactores de fusión llamados tokamaks, que usan potentes imanes para suspender el plasma sobrecalentado y ultradenso de átomos de fusión en el interior de la máquina para que siga fusionándose y no escape. El más grande de ellos es ITER , una máquina de 25,000 toneladas (23,000 toneladas métricas) en Francia. Pero ese plan se ha enfrentado a demoras y costos excesivos, y tambien las proyecciones optimistas sugieren que no se completará incluso la década de 2050, como anunció la BBC en 2017 .

El segundo enfoque se llama confinamiento inercial. El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, otra instalación del Departamento de Energía, tiene una máquina llamada Instalación Nacional de Encendido (NIF) que está tomando esta ruta hacia la fusión. El NIF es básicamente un sistema muy grande para disparar láseres súper potentes a pequeñas celdas de combustible que contienen hidrógeno. Cuando los láseres golpean el combustible, el hidrógeno se calienta y, inmovilizado en el interior de la celda de combustible, se fusiona. El NIF está operativo, pero no genera más energía de la que usa.

PLX, según una declaración de la American Physical Society (APS), es un poco distinto a cualquiera de esos dos. Utiliza imanes para contener su hidrógeno, como un tokamak. Pero ese hidrógeno es llevado a temperaturas y presiones de fusión por chorros de plasma que salen disparados de las pistolas dispuestas alrededor de la cámara esférica del mecanismo, empleando las pistolas en lugar de los láseres como los utilizados en NIF.

Los físicos que lideran el plan PLX han realizado varios experimentos iniciales utilizando las 18 pistolas ya instaladas, según APS. Esos experimentos han ofrecido a los expertos datos iniciales sobre cómo actuan los chorros de plasma cuando chocan en el interior de la máquina, y los expertos presentaron esos datos ayer (21 de octubre) en la Reunión Anual de la División de Física de Plasma de APS en Fort Lauderdale, Florida. Esa información es notable, dijeron los expertos, porque hay modelos teóricos contradictorios de exactamente cómo actua el plasma cuando choca en este tipo de colisiones.

Los Alamos manifestó que el equipo espera instalar las 18 pistolas restantes a principios de 2020 y hacer experimentos utilizando la batería de 36 pistolas de plasma para finales de ese año.

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