Una técnica impulsada por láser para crear una fusión que prescinde de la necesidad de elementos combustibles radiactivos y no deja residuos radiactivos tóxicos ahora está al alcance, dicen los investigadores.
Los avances dramáticos en láseres potentes y de alta intensidad están haciendo viable que los científicos persigan lo que alguna vez se pensó imposible: crear energía de fusión basada en reacciones de hidrógeno-boro. Y un físico australiano está a la cabeza, armado con un diseño patentado ytrabajando con colaboradores internacionales en los desafíos científicos restantes.
en un artículo en la revista científica láser y rayos de partículas hoy, el autor principal, Heinrich Hora, de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sídney, y sus colegas internacionales argumentan que el camino hacia la fusión de hidrógeno y boro ahora es viable y puede estar más cerca de la realización que otros enfoques, como la fusión de deuterio-tritioenfoque que está siendo implementado por la Instalación Nacional de Encendido NIF de EE. UU. y el Reactor Termonuclear Experimental Internacional en construcción en Francia.
"Creo que esto pone nuestro enfoque por encima de todas las demás tecnologías de energía de fusión", dijo Hora, quien predijo en la década de 1970 que fusionar hidrógeno y boro podría ser posible sin la necesidad de un equilibrio térmico. En lugar de calentar el combustible a la temperatura delSun utiliza imanes masivos de alta resistencia para controlar plasmas supercalientes dentro de una cámara toroidal en forma de rosquilla como en NIF e ITER, la fusión de hidrógeno y boro se logra utilizando dos láseres potentes en ráfagas rápidas, que aplican fuerzas precisas no lineales para comprimirlos núcleos juntos
La fusión hidrógeno-boro no produce neutrones y, por lo tanto, no radiactividad en su reacción primaria. Y a diferencia de la mayoría de las otras fuentes de producción de energía, como el carbón, el gas y la energía nuclear, que dependen del calentamiento de líquidos como el agua para impulsar las turbinasLa energía generada por la fusión hidrógeno-boro se convierte directamente en electricidad, pero la desventaja siempre ha sido que esto necesita temperaturas y densidades mucho más altas: casi 3 mil millones de grados Celsius, o 200 veces más caliente que el núcleo del Sol.
Sin embargo, los avances dramáticos en la tecnología láser están cerca de hacer posible el enfoque de dos láser, y una serie de experimentos recientes en todo el mundo indican que una reacción de fusión de 'avalancha' podría desencadenarse en la explosión de la billonésima de segundode un pulso láser a escala de petavatios, cuyas explosiones fugaces acumulan un billón de vatios de potencia. Si los científicos pudieran explotar esta avalancha, dijo Hora, un avance en la fusión protón-boro era inminente.
"Es muy emocionante ver estas reacciones confirmadas en experimentos y simulaciones recientes", dijo Hora, profesor emérito de física teórica en la UNSW. "No solo porque demuestra algunos de mis trabajos teóricos anteriores, sino que tambiénmidió la reacción en cadena iniciada por láser para crear una producción de energía mil millones de veces mayor que la predicha en condiciones de equilibrio térmico ".
Junto con 10 colegas en seis naciones, incluidos el Centro de Investigación Nuclear Soreq de Israel y la Universidad de California, Berkeley, Hora describe una hoja de ruta para el desarrollo de la fusión de hidrógeno y boro basada en su diseño, que reúne avances y detalles recientesqué investigación adicional se necesita para hacer realidad el reactor.
Una empresa spin-off australiana, HB11 Energy, posee las patentes para el proceso de Hora. "Si los próximos años de investigación no descubren ningún obstáculo de ingeniería importante, podríamos tener un prototipo de reactor dentro de una década", dijo Warren McKenzie,director gerente de HB11.
"Desde una perspectiva de ingeniería, nuestro enfoque será un proyecto mucho más simple porque los combustibles y los desechos son seguros, el reactor no necesitará un intercambiador de calor y un generador de turbina de vapor, y los láseres que necesitamos se pueden comprar en el estante,"agregó.
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Materiales proporcionados por Universidad de Nueva Gales del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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