Fusión nuclear a los 100: la carrera oculta por la superioridad energética

No es ningún secreto que la fusión nuclear ha pasado por un momento difícil en relación con su imagen en los medios: la fuente de energía milagrosa que siempre está “a sólo diez años de distancia”. Incluso si ningún físico que se precie haría tal afirmación, el advenimiento de la fusión nuclear comercial puede no ser lo suficientemente rápido para muchos. Con la promesa de una energía pura y casi infinita sin desperdicio, realmente suena como algo salido de una historia de ciencia ficción.

Mientras tanto, en el mundo de la no ficción, generaciones de científicos han dedicado sus carreras a comprender mejor cómo se comporta el plasma en un reactor, cómo contenerlo y qué combustibles funcionarían mejor para un reactor de fusión, especialmente uno que tiene que operar. continuamente, con una energía neta positiva. En este sentido, 2020 es un año emocionante, con la estrella alemana Wendelstein 7-X alcanzando su configuración final, y pronto se lanzará el tokamak chino HL-2M.

Únase a mí después de la pausa para reflexionar sobre lo que nos ha traído un siglo de progreso en la investigación de la fusión y hacia dónde nos llevará a continuación.

Anteriormente en Nuclear Fusion Quest

El descubrimiento de que la masa equivalente total de cuatro átomos de hidrógeno es mayor que la de un átomo de helio (4He) fue realizado en 1920 por el físico británico Francis William Aston. Esta observación llevó a la conclusión de que la energía de la red se puede liberar cuando los núcleos de hidrógeno se fusionan, por ejemplo, en la reacción común de deuterio (2D) tritio (3T):

El deuterio (2H o D) es un isótopo estable común de hidrógeno, que se encuentra de forma natural en abundancia, a razón de 0,02% de hidrógeno en los océanos de la Tierra. El tritio (3H o T) es un isótopo radiactivo inestable (emisor beta) del hidrógeno, con una vida media de 12,32 años. El tritio se forma naturalmente por la interacción con la radiación cósmica, pero puede obtenerse fácilmente del metal litio, ya sea en una cubierta en un reactor de fusión o de un reactor de fisión que utiliza agua pesada (deuterio), como los reactores CANDU de Canadá.

El reactor de fusión ZETA Z-pinch del Reino Unido en 1958.

Los primeros neutrones de fusión fueron detectados en 1933 por miembros del personal de Ernest Rutherfords en la Universidad de Cambridge. Esto implicó la aceleración de protones hacia un objetivo con energías de hasta 600 keV. La investigación sobre el tema durante la década de 1930 sentaría las bases para el desarrollo de los primeros conceptos de reactores de fusión, que inicialmente involucraron el concepto Z-pinch, que utiliza la fuerza de Lorentz para contener el plasma.

Equipos de todo el mundo trabajaron en absoluto secreto, con todas las investigaciones relacionadas con la fusión clasificadas. Los británicos crearon el reactor de fusión de pellizco estabilizado ZETA, con la esperanza de que resultara un plan viable para los reactores de fusión comerciales. Desafortunadamente, ZETA demostró que el diseño Z-pinch siempre sufriría inestabilidades, y en 1961 se había abandonado el concepto Z-pinch.

Mientras tanto, los rusos desarrollaron el concepto de reactor tokamak durante la década de 1950, en parte basado en el diseño Z-pinch. El proyecto tokamak demostró ser capaz de suprimir las inestabilidades que asolaron los reactores Z-pinch, así como los primeros proyectos estelares. Actualmente, la mayoría de los reactores de fusión están operando de acuerdo con el proyecto tokamak, aunque la estrella ha revivido recientemente, especialmente en la forma del proyecto Wendelstein 7-X.

Lo que podemos esperar ver en 2020

Vista esquemática de los imanes Wendelstein 7-X.

Como se menciona en la introducción del artículo, Wendelstein 7-X ha alcanzado un hito importante. Desde que escribimos por primera vez sobre este proyecto en 2015, el proyecto ha trabajado en todos sus objetivos, excepto en el final: una operación de desvío genial. Actualmente, el reactor se está mejorando con estos desvíos, que teóricamente deberían permitir un funcionamiento equilibrado, lo que permitiría eliminar la suciedad del plasma durante el funcionamiento.

La instalación de los nuevos desvíos y criopederos continuará durante gran parte de 2020, con la puesta en servicio de una línea de transferencia de 55 metros de largo hasta el lisiado, junto con la instalación de nuevos tanques de almacenamiento de gas helio y nitrógeno líquido. Con un poco de suerte veremos las primeras pruebas del nuevo sistema este año, pero lo más probable es que las primeras operaciones continuas del WX-7 tengan lugar en 2021.

Tokamak HL-2M de China en el Southwestern Institute of Physics (SWIP).

En China, se han dado los toques finales a su tokamak HL-2M, que es el más nuevo de una gama de proyectos de tokamak desde la década de 1960. El HL-2M es la nueva configuración del tokamak HL-2A, uno de los tres tokamaks que se utilizan actualmente en China (EAST y J-TEXT son los otros dos). HL-2M ha experimentado cambios importantes en la configuración de su bobina que permiten la creación de muchos tipos de plasma, junto con la prueba de varios tipos de configuraciones de deflexión. Este año, HL-2M verá su primer plasma.

Dependiendo del rendimiento de HL-2M, permitirá que el proyecto CFETR (China Fusion Engineering Test Reactor) comience su fase de construcción en la década de 2020. En su primera fase, el tokamak CFETR mostraría un funcionamiento equilibrado y reproducción de tritio. En su segunda fase, CFETR se actualizaría para permitir una potencia de 1 Gw (en comparación con los 500 MW del ITER) y una ganancia de fusión (Q) superior a 12.

La fusión es difícil

La razón principal por la que la fusión dura tanto en comparación con la fisión es que la primera requiere que se den las condiciones ideales, y mucho menos que persistan. Esto significa altas temperaturas, altas presiones, altas corrientes o una combinación de ellas. Incluso entonces, la retención de plasma es notoriamente complicada, ya que el plasma no es un estado gaseoso agradable y tranquilo que simplemente flota un poco allí. Más bien es una colección de plasma hirviendo a altas presiones y muchos millones de grados Celsius que atravesará el recinto magnético en todas las posibilidades. Aunque se ha logrado un progreso significativo aquí, los próximos años dirán si evitaremos un callejón sin salida similar al de los proyectos tokamak y stelarator.

Muchos aspectos de la operación de un reactor de fusión nuclear siguen siendo un misterio, como con los primeros reactores de fisión, donde los primeros diseños de la generación II vieron innumerables cambios en los materiales utilizados, junto con cambios fundamentales en el diseño general para mejorar el rendimiento y la seguridad. Aunque los reactores de fusión son menos difíciles a este respecto, tienen que lidiar con el bombardeo de neutrones de materiales en el núcleo, lo que puede debilitarlos. Esto también conduce al único residuo producido por los reactores de fusión: el propio núcleo del reactor.

Una combinación de activación por esta exposición a neutrones, junto con la contaminación con tritio hará que los materiales del núcleo sean radiactivos, lo que requiere el uso de los desechos radiactivos de nivel bajo a medio resultantes, como el acero y otros materiales de construcción, al final de la vida útil del reactor. Afortunadamente, los estudios han demostrado que un almacenamiento intermedio de hasta 100 años es suficiente para que estos materiales sean seguros.

En cualquier caso, la exposición a los neutrones es un aspecto que probablemente pueda abordarse más directamente mediante la selección de materiales o mediante mecanismos de captura de neutrones en futuros proyectos de reactores. Si bien el programa de China está evolucionando con HL-2M a CFETR e ITER a DEMO, la esperanza es que podamos detectar cualquier problema y mejorar antes de que una fusión llegue a su mejor momento.

Reacciones nucleares de baja energía

Tangente en relación a la fusión, LENR es lo que se ha denominado “Cold Melting”. Sin embargo, dañados por décadas de burlas, algunos científicos han persistido en examinar el fenómeno que ha iluminado al mundo con promesas de fusión de energía a temperatura ambiente. Rechazando la teoría original de la fusión de átomos de hidrógeno, la teoría actual es que los protones y electrones pueden fusionarse para formar neutrones. Para una descripción detallada, vea, por ejemplo, esta presentación en video del prof. Peter Hagelstein, profesor asociado del MIT.

Según la teoría de Widom-Larsen, la razón por la que el experimento original de 1989 fue tan difícil de recrear es porque depende de los átomos de hidrógeno que se encuentran en sitios activos en la capa del paladar (o equivalente). Esto significa que es necesario crear una superficie adecuada a un nivel enano, algo poco realista en la década de 1980.

Incluso si LENR nunca se convierte en más que una curiosidad, nos da una idea de cómo los átomos parecen comportarse de una manera diferente. En el mejor de los casos, podría brindarnos formas de mejorar los reactores de fusión tanto como no podemos entender hoy, al disminuir la presión y la temperatura.

La dominación energética es el juego

Un reactor de fusión comercial sería esencialmente el pináculo de la generación de energía, además del desarrollo de reactores de antimateria o similares. Como fuente de energía, su combustible es prácticamente ilimitado, ya que el tipo deuterio-tritio tiene suficiente combustible en la Tierra durante millones de años, y la versión con proceso de deuterio ofrece miles de millones de años de producción de energía utilizando solo el deuterio disponible en la Tierra. La primera nación en dominar esta habilidad ganará mucho.

Colonia en el espacio, con una visión clara de los planetas cercanos.

Los reactores de fusión son esencialmente seguros, debido a la complejidad de mantener las condiciones adecuadas para que se lleve a cabo el proceso de fusión. Durante el funcionamiento, no se producen residuos, sino que se crea un helio (4He) muy útil, que tiene innumerables aplicaciones en todo, desde la industria hasta el funcionamiento de resonadores y el llenado de globos festivos. Si bien la fusión nuclear probablemente coexistirá con la fisión nuclear (posiblemente utilizando FNR) como complemento, la primera es ideal para lidiar con la generación de electricidad y calor para todos los centros de población de la Tierra.

Justo cuando vemos aparecer el primer reactor de fusión comercialmente viable, es difícil notarlo ahora. Dado que no se espera que ITER vea un primer plasma hasta 2035, podríamos ver a China a través de su CFETR y los reactores posteriores alcanzar el punto de viabilidad comercial para los años 2030 o 2040. Sin embargo, como aprendió Gran Bretaña a través de ZETA, nada es seguro en la física del plasma.

[Main image: Experimental visualization of the field line on a magnetic surface in Wendelstein 7-X. CC-BY 4.0, Wendelstein 7-X team]

  • Eric_S dice:

    ¡Buen articulo!

    Sería divertido hacer un seguimiento de la gran corriente subterránea de proyectos de fusión más o menos débiles que flotan por ahí.

    • mímica dice:

      +1

      • RoGeorge dice:

        Mejor aún, propongamos un nuevo concepto: el "Fisi-Fusi-Oscillator-Reactor".

        Use la fisión para romper el núcleo, luego pegue los fragmentos fundiéndolos, luego rómpalos, y así sucesivamente. ¡Energía ilimitada de un átomo!

        : o)

        • illys dice:

          Desafortunadamente, los átomos en la salida de fisión y en la entrada de fusión no son los mismos.

          Sin embargo, el movimiento constante existe con otros ingredientes: cuanta más cerveza bebas, más cacahuetes necesitas, y cuantos más cacahuetes comes, más cerveza necesitas (científico: J.-C. Vandamme: o).

  • Proteo dice:

    Algunos desechos se producen por fusión, incluso DD, cuando los neutrones activan materiales en el reactor.

    • JustMeAgain dice:

      Intenta leer el todo artículo, no solo el primer párrafo ...

      "Aunque los reactores de fusión son menos difíciles en este sentido, tienen que lidiar con el bombardeo de neutrones de materiales en el núcleo, lo que puede debilitarlos. Esto también causa el único desperdicio producido por los reactores de fusión: el núcleo del reactor en sí".

  • Michael O'Toole dice:

    "La fuente de energía milagrosa que siempre está 'a solo diez años de distancia'"

    Pensé que la fuente más práctica de fusión nuclear son 8 minutos y 20 segundos. ¡por!

    • Saabman dice:

      +1

    • Digivoo dice:

      ¡Por supuesto! ¿Tiene un cable de alimentación de 92 millones de millas de largo?

      • WonkoTheSaneUK dice:

        No hay necesidad.

        Ya hemos descubierto la transmisión de energía inalámbrica con una eficiencia actualmente disponible de hasta el 23% (y escalamiento).

        ¿Alguna vez has visto un panel solar?

        • Antti dice:

          lo que se traduce en 230 vatios por metro cuadrado en situaciones óptimas. En subóptimo, tiene suerte de alcanzar los 100W / SqM. En las regiones subárticas, la luz solar no existe en los 4 meses de invierno, además, cuando la demanda de electricidad es más alta. Sin mencionar que los paneles solares pierden efectividad con la edad. Entonces sí, los paneles solares funcionan, incluso podría ser factible para una parte de la población, pero de ninguna manera es factible para toda la población.

      • Steel_9 dice:

        INVENCIÓN

        por Shel Silverstein

        ¡Lo hice, lo hice!

        ¡Adivina lo que hice!

        Inventó una luz que se queda pegada al sol.

        El sol es bastante brillante

        La bombilla es bastante fuerte

        Pero, oh, solo hay una cosa mal ...

        La cuerda no es lo suficientemente larga.

    • Martín dice:

      Solo si puedes viajar a la velocidad de la luz.
      Pero, por supuesto, ese no es el problema: la transferencia de energía con ondas EM es bastante eficiente. Pero solo está disponible durante la mitad del tiempo como máximo. menos en períodos de mal tiempo.

  • no desprecies a una serpiente dice:

    Incluso si la fusión nuclear se vuelve técnicamente posible, puede que no sea comercialmente viable. Ya hemos visto con las plantas de fisión nuclear que los constructores quieren garantizar los precios de la electricidad para proteger su gran inversión. Las plantas de fusión funcionan mejor a mayor escala, por lo que construir plantas pequeñas no es una propuesta atractiva.

    Por supuesto, si hubiera una fuente de energía “barata, ilimitada y limpia”, sería un desastre para el planeta. Actualmente estamos usando combustibles fósiles desordenados e ineficientes para destruir el planeta, solo piense cuánto peor sería con una energía aún más barata.

    • qwert dice:

      Bueno, cuando finalmente averigüemos cómo sostener una reacción que produzca un excedente de energía, podríamos tener una cultura empresarial y una economía ligeramente diferente a la que tenemos ahora. De la misma forma en que la automatización eventualmente hará un trabajo innecesario para gran parte de la población sin culpa nuestra, tendremos el ímpetu para generar energía de una manera que puede no ser necesariamente rentable desde el punto de vista comercial. Incluso podríamos querer, respirar, nacionalizarlo. Imagina eso.

      No te sigue en absoluto sobre cómo sería un desastre para el planeta. Lo ideal sería deshacerse de todos los combustibles fósiles desordenados. ¿Crees que la energía en sí misma causa daño al planeta? ¿Cuál es tu razonamiento ahí?

      • Shannon dice:

        Puedo imaginar que hay un impacto ambiental de la energía liberada como el calor de vehículos, máquinas, edificios mal aislados, etc. Estoy seguro de que está muy por debajo del piso ruidoso, sin embargo causado por nuestros gases de efecto invernadero, y probablemente solo se puede observar directamente en las ciudades. No estoy seguro de si Bleepblorpthesnake habló de eso.

      • Thrasher dice:

        "La automatización finalmente hará que el trabajo sea innecesario para gran parte de la población"
        ¡Eso es todo el culto!

    • Lucas dice:

      Los Tokamaks funcionan mejor a gran escala, especialmente cuando están subsidiados por el estado.

      El W7X es bastante pequeño.

    • ALINOME el A dice:

      está comparando manzanas con naranjas aquí ... una planta de fusión no puede tener una fusión catastrófica, no necesitará una gran cúpula de hormigón armado con paredes de metros de espesor, no necesitará una cripta de generación de energía de respaldo solo para mantener las bombas y dar el las cantidades de tritio presentes en el sitio serán pequeñas, habrá mucha menos burocracia, lo que hace que una planta física sea tan costosa y lenta de construir.
      Una planta de energía mucho menos costosa con la promesa de energía realmente limpia y un ROI aceptable (en comparación con la fisión) tiene buenas posibilidades de obtener suficiente inversión privada para no necesitar la intervención estatal.

      Pero en este momento solo tenemos que llegar a un punto en el que alguien pueda estar seguro de que incluso funcionará desde el punto de vista físico / de ingeniería. Hasta ahora, hay pocas oportunidades para eso, no hay garantía. ENTONCES podemos empezar a preocuparnos por el lado económico de las cosas ...

      • Antti dice:

        Me atrevo a decir que la cúpula alrededor del reactor también será una necesidad en el futuro, a menos que la humanidad cambie mágicamente su propio comportamiento autodestructivo.

    • Martín dice:

      No es la energía la que se considera que “destruye el planeta” por la histeria climática, es el producto de desecho, el CO2, lo que se considera dañino. No tienes esto con la fusión.

  • Cierto dice:

    La generación de energía por fisión todavía necesita una fuente de frío, que se supone que es principalmente agua de mar, como otras energías producidas por turbinas de vapor. Eventualmente, arrojar tanta energía al medio ambiente aumentará la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, que actualmente es el gas de efecto invernadero más alto en peso y volumen y es el mayor contribuyente al efecto invernadero de la Tierra 🙂

    Afortunadamente, se necesita mucha energía para aumentar la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, pero es una de esas cosas que consideras ciertas.

    • qwert dice:

      No veo en qué se diferencia eso de cómo cada planta de energía ya está funcionando. Ya están emitiendo ese vapor de sus turbinas. Simplemente eliminaríamos todas las demás emisiones de la ecuación. No creo que el vapor de agua debido al funcionamiento de las turbinas de vapor sea un factor significativo en el cambio climático. También se puede simplemente recondensar, o se podría usar algún otro sistema de ciclo Brayton para alimentar un generador.

      • Sr. Nada dice:

        La contaminación por calor es un problema, simplemente no es un problema del que debamos preocuparnos en este momento. cuando la fusión permite que todo el planeta use tanto poder como el que tiene Occidente actualmente, entonces podría ser un problema.

        • Brian dice:

          Creo que está apuntando a "Oriente" en este momento. ¿Cuántos reactores está construyendo China actualmente?

          • Sr. Nada dice:

            Estoy hablando cara a cara aquí. Ciertamente, la calidad de vida está creciendo en el este, y la factura de la elección con ella.

        • Cierto dice:

          Bingo.

  • Lucas dice:

    No se generarán cantidades significativas de helio por fusión. Un reactor produciría unos pocos kilogramos al año. Las máquinas de resonancia magnética en todo el mundo consumen alrededor de 7000 toneladas por año.

    Los LENR son solo pseudocientíficos que cambian los polos objetivo después de que se haya demostrado en ocasiones que no hay suficiente energía para fusionar átomos en condiciones menos similares a las del sol. Todo el "campo" adolece de problemas creíbles, ya que incluso pequeñas cantidades de energía generadas por estos dispositivos son inmediatamente visibles como niveles letales de neutrones que salen de ellos.

    • qwert dice:

      Eso está muy simplificado. No estamos hablando de fusionar las mismas partículas que hace el sol, lo cual es mucho más difícil que muchas otras reacciones mucho más accesibles. Una de las razones de esto es el criterio de Lawson:

      https://eo.wikipedia.org/wiki/Lawson_criterion

      La principal reacción que ocurre en el sol es la fusión protón-protón. Básicamente, el confinamiento gravitacional intenso logra convencer a cuatro protones de fusionarse espontáneamente en un átomo de helio-4. El criterio de Lawson de esta reacción está lejos de los gráficos. Miles de veces mayor que, digamos, una fusión de deuterio-tritio que tiene un LC de 1. Nadie en la tierra está tratando seriamente de realizar una fusión protón-protón como la usa el sol. Para esa reacción, probablemente tengas razón; nada menos que el centro de una estrella sería apropiado para crear suficientes de esas reacciones a indi. Afortunadamente, las reacciones son órdenes de magnitud más fáciles que eso. Aún es difícil, pero estamos progresando.

      Las diferentes reacciones también tienen diferentes niveles de neutrones y algunas son antrónicas. Además, los neutrones pueden atenuarse. El interior de la mayoría de las plantas de energía sería mortal para los humanos (incluso para los quemadores de fósiles), pero debido a que la fusión no crea radioisótopos duraderos, simplemente puede cubrirlo con un blindaje y es casi muy bueno. Eventualmente, las partes del interior sufrirían difracción de neutrones y se volverían ligeramente radiactivas, pero como dice el artículo, podría enterrarlas en algún lugar en menos de un siglo y volverían a estar a salvo. Entonces solo se trata de usar un wald o algunos para el mantenimiento. Sin duda, liberaría mucha menos radiación que el petróleo y el gas en la actualidad.

      • Ren dice:

        "Así que solo se trata de usar un wald o unos pocos para el mantenimiento".
        Entonces, ¿dónde encontramos a Wald?
        B ^)

        • stranga1968 dice:

          Para su información, un Wally es solo el nombre de los controles remotos con forma de grúa que se usan para manejar materiales radiactivos.

          https://en.wikipedia.org/wiki/Remote_manipulator

      • Jacobo dice:

        También noté este malentendido en el artículo.
        El helio -4 tiene DOS protones y dos neutrones.
        Entonces fusiona 2 átomos de hidrógeno para producir helio, no 4.

    • lógica combinatoria dice:

      Por supuesto, todo es una estafa, pero en realidad es muy útil y productivo. Todo el campo de los imanes superconductores se ha beneficiado de la investigación de fusión que de otro modo sería inútil.

    • sldfkjew dice:

      No lo olvide, la teoría de Widom-Larsen es ... sigue siendo solo una teoría. Solo sabemos que algo extraño está sucediendo entre una red metálica (paladio, níquel) e hidrógeno / deuterio. Fenómenos que provocan materia como calor adicional y cambios isotópicos.

      Tu actitud no ayuda y es bastante acientífica (aunque casi compatible con el 99% de la comunidad científica).

      Esto es una ciencia, hay que mantener la mente abierta y eso significa prestar atención a los hechos. Las ovejas alrededor son inútiles.

  • Kalle dice:

    La palabra "estelarizador" está mal escrita en el artículo.

  • Brian Dolge dice:

    Mi predicción es que la fusión está condenada a ser una fuente de energía de nicho, utilizada principalmente en el espacio y otras regiones remotas. La razón es simple. Suponiendo, con optimismo, que una fusión sea comercialmente viable para 2040, eso es 10 años después de que la mayoría de la gente esté de acuerdo en que necesitamos transferir nuestra red eléctrica a fuentes renovables como la eólica, la solar, etc. Si hay una cantidad significativa de fósiles la generación de combustible reemplazable en 2040 es poco probable que la civilización humana pueda mantener la tecnología durante mucho tiempo. Si la red es principalmente renovable y conservable, entonces es inconcebible que las primeras plantas de fusión sean más baratas por vatio que las células solares, etc. Así, la fusión se convierte en la elección para lugares como la Antártida y la luna, donde coexisten entornos hostiles y altos requisitos energéticos. Fusion también puede encontrar un nicho para proporcionar escala industrial para cosas como moldes de aluminio y hornos de acero.

    • torio dice:

      Por extraño que parezca, la fusión no sería de mucha utilidad en el espacio ...

      ¿Por qué? Gestión del calor ... Aquí en la Tierra, tenemos enormes masas de calor a nuestro alrededor. La atmósfera, el mar, los lagos, los ríos ... Allí podemos utilizar gas calentado, descartar calor, reiniciar el ciclo de nuevo. En el espacio no hay nada.

      Sí, sé que el espacio es frío, muy frío, pero no se limita a verter calor en la aspiradora. No hay convección, no hay conducción, solo radiación, y esa es la transferencia de calor menos eficiente. Es por eso que la ISS tiene radiadores grandes y grandes para eliminar el calor.

      Ahora imagina una nave espacial que tiene que eliminar megabytes de calor usando solo radiadores, en el vacío ...

      • Leithoa dice:

        Supone que una estación espacial o una nave debe ser un sistema cerrado.

        Si desea transportar agua, amoníaco o algún otro material térmicamente denso como consumible, puede trabajar con clasificaciones térmicas más altas. Si tenemos fusión en la Tierra, el combustible para llegar al espacio es mucho más barato si no "gratis", así que ¿por qué no enviar barcos a Europa o al cinturón de asteroides con el único propósito de traer de vuelta hielo / salmuera para desecharlos como desechos térmicos en la Tierra?

        Básicamente Space Steampunk.

        • torio dice:

          Si extraemos agua salada de Europa, ¿por qué no mi metano? Mantén el generador afuera, dale metano y oxígeno, deja que quite todo el CO2 y calor ...

          Es más barato, más fácil, tiene menos partes móviles y no es necesario calentar el agua salada y tirarla.

        • Protagonista de Hiro dice:

          No intentes aterrizar allí ...

    • Un hombre viejo dice:

      La fisión * ya * ha sido la fuente de energía preferida en la Antártida durante bastante tiempo. Si solo hubiera luz en la luna, podríamos usar energía solar. Oh, espera un minuto ...

    • Martín dice:

      Sin algunos inventos aún desconocidos de tecnologías de almacenamiento de energía baratas, es probable que este escenario siga siendo un sueño húmedo sobre la histeria climática.

  • vara dice:

    ¡La fusión a alta temperatura nunca funcionará y los defensores de eso son estafadores y pícaros!

    • lógica combinatoria dice:

      Mira hacia arriba, funciona bastante bien. Nunca funcionará en la Tierra de manera estable.

    • hammarbytp dice:

      La fusión a alta temperatura ya ha funcionado. Ver bomba de hidrógeno

      Si hablas, las reglas de fusión a alta temperatura. bueno, eso también funcionó. Un jet logró una generación de 16 MW de energía de fusión, sin embargo, esto requirió 24 MW de energía. Pero JET nunca fue diseñado como una planta de energía funcional, sino como un banco de pruebas para tecnologías de fusión. Se ha avanzado lo suficiente para construir un intento del ITER para dar el siguiente paso en la generación de electricidad.

      El problema no es la física, sino la ingeniería, y se han realizado grandes avances. Este progreso también tiene otras aplicaciones fuera de la fusión, lo que hace que los experimentos valgan la pena, sin la promesa de una fuente de energía pura casi ilimitada.

  • rclark dice:

    “Estoy de acuerdo en que necesitamos haber movido nuestra red eléctrica a fuentes renovables como la eólica, la solar, 'Sí, así es como funciona ... Hace solo unos días no teníamos viento en todo el estado (todos los molinos de viento consumían algo de energía) y porque era de noche, no había sol ... y hacía mucho frío ... Gracias a Dios por el gas natural, el carbón y otros recursos confiables.

    • Saabman dice:

      Este es un problema con la mayoría de las fuentes "renovables". (Creo que el término "alternativa" un tanto engañosa es mucho más preciso)
      En su mayoría, la energía alternativa funciona bien para algunas personas, fuera de los hogares en línea y las pequeñas comunidades. Pero, a medida que se expande para satisfacer las demandas de la mayoría, sufre el mismo impacto ambiental que la quema de combustibles fósiles. Son las baterías de desecho (plomo y litio) las materias primas para construirlas. La producción de hormigón para construir los cimientos de la turbina eólica (la producción de hormigón es uno de los menos emisores de CO2) el procesamiento de los materiales para crear todas las cosas relacionadas.
      Apunto a combustibles alternativos y formas de hacer las cosas, pero a medida que la población siga creciendo, el problema solo empeorará.

      • NiHaoMike dice:

        El almacenamiento térmico es muy barato, solo necesitamos más incentivos para invertir en él.

        • Martín dice:

          Puede ser relativamente económico, pero no es eficaz y supone un gran derroche. Obtiene aproximadamente un 20% de eficiencia con un panel fotovoltaico. Que no es mucho pero suficiente. ¿Y luego desperdicias 2/3 de esta energía con la termodinámica? No es Buena idea.

  • Sr. Nada dice:

    oh, mira, otro artículo de fusión sin ningún amor polifacético.

    • Ren dice:

      Amaba muy bien a Polly;)

      ¿Eres feliz ahora?

    • NSFW dice:

      Esperaba ver más de eso también.

      Esta empresa parecía prometedora hace unos años, pero estallaron ...
      http://www.emc2fusion.org/
      https://www.microsoft.com/en-us/research/video/polywell-fusion-electrostatic-fusion-in-a-magnetic-cusp/

  • Michael Wilson dice:

    La carretera Z-pinch no se abandonó por completo. LPPFusion todavía está trabajando en este enfoque.

    Focus Fusion: Eco-Safe, Clean & Cheap Energy

    No puedo decir si es un camino viable, pero todavía existe.

  • Ingeniero McMagical dice:

    Dejaré esto aquí: https://www.helionenergy.com/

  • Hirudinea dice:

    La fusión nuclear práctica está a solo 10 años de distancia, y siempre lo estará.

  • Andy Pugh dice:

    Desmantelé un Z-pinch en 1987 como un trabajo de verano, así que claramente no se abandonó por completo en los años 60.

    Pero, lejos de los hechos y más allá de la filosofía:

    Necesitamos una fusión. Lo necesitamos en serio.

    Parece que casi lo estamos logrando con pasos renovables para alejarnos de nuestro lugar.

    Pero esa no es una respuesta a largo plazo. Necesitamos grandes pedidos de más energía para cuando las minas se estén secando, para procesar nuestros vertederos y convertirlos en elementos crudos para su reutilización.
    Y eliminar el CO2 de la atmósfera.
    Y deshacerse de nosotros mismos y de nuestros amigos eucarísticos si de esta roca condenada.

    • Ren dice:

      “Necesitamos una fusión. Realmente lo necesitamos. "

      Todo lo que vale la pena hacer, vale la pena hacerlo mal.
      -GK Chesterton

  • Nota dice:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Muon-catalyzed_fusion

    Solo tiene que encontrar una manera de producir muones baratos ... pero nuevamente, si pudiera hacer esto, también podría producir directamente anti-protones baratos y usar reactores de aniquilación de antimateria en lugar de fusión ...

  • Daniel Scott Matthews dice:

    "... su imagen en los medios ..." y solo los tontos creen algo que se alimentan de los medios que es tanto incompetente como deshonesto.

    Una persona de alto nivel en una empresa británica que recientemente recibió $ 100 millones adicionales en fondos omitió que su objetivo comercial es 2025. Luego, el video de eso fue eliminado de YouTube en 24 horas, por lo que cometió un error o dejó escapar un secreto muy jugoso. .

    • Daniel Scott Matthews dice:

      Encontré otra copia del video, en realidad citaron 2025 como fecha objetivo, https://www.youtube.com/watch?v=Z_G_aodzVhs

  • localroger dice:

    ¿YARG esto de nuevo? La fusión no será una fuente de energía práctica a corto plazo, para valores de "pronto" comparables a la vida humana.

    Los neutrones mencionados no son solo un detalle, son un importante tapón de espectáculo. Son extremadamente abundantes, extremadamente difíciles de mitigar, porque las partículas sin carga solo interactúan con los núcleos atómicos, y las reacciones anetrónicas son una quimera cuando apenas podemos equilibrar el DT. También es muy probable que si alguna vez intentamos una reacción reautrónica, estaría plagada de reacciones secundarias imparables que no son neutrónicas, por mucho que Castle Bravo se escapara de su rendimiento previsto, ya que nadie se dio cuenta de que era inofensivo. contaminante inerte litio-7 fisión a litio-6 y participación en la reacción activa. Porque, baterista, por favor, todos los neutrones.

    El primer indicio de que Pons y Fleischman no habían hecho lo que pretendían hacer era que todavía estaban vivos porque su equipo estaba expuesto.

    La verdadera razón por la que el sueño de la quimera está tan diluido es que las personas de alto rango, poderosas pero ignorantes, están convencidas de que la investigación básica podría producir otro gran avance, como lo hizo el Proyecto Manhattan. Pero no lo hará. Entendemos bastante bien lo que está sucediendo a estos niveles de energía en este momento, y mejorar nuestro control es solo un proceso incremental. Y somos muchos, muchos aumentos de poder construir una planta de energía útil de cualquier escala.

    Tampoco vi que se mencionara esta vez, pero repite que la fusión NO es la fuente de energía detrás de las bombas de hidrógeno. Estas bombas utilizan una reacción de fusión, que da aproximadamente el 10% de la energía, pero además de eso, y aproximadamente el 10% de la fisión desencadena la mayor parte de la energía de la bomba proviene de la fisión de la bomba barata de uranio empobrecido de, redoble de tambor. por favor, todos los neutrones de la reacción de fusión. Si construye una bomba que inicia la reacción de fusión pero no usa los neutrones para producir más energía a través de la fisión, todavía tiene un arma real; busque una "bomba de neutrones". Un reactor de fusión, si pudiéramos construir uno, sería básicamente una bomba de neutrones en funcionamiento continuo cuyo propio hardware estaría en cero.

    • Daniel Scott Matthews dice:

      ¡Pelotas! https://lppfusion.com/

    • lógica combinatoria dice:

      ¿¡¿Qué fumaste?!?

  • La evolución es falsa dice:

    ¡Por qué super enfriar los materiales y luego comprimirlos, lanzar un neutrón a la mezcla y ver qué pasa!

    • Daniel Scott Matthews dice:

      Por lo tanto, los objetivos de fusión láser se manipulan, congelan.

      • La evolución es falsa dice:

        Podrían saltarse toda esa inversión y preguntarme.

    • La evolución es falsa dice:

      Parece que eres un peligro para los demás y para ti mismo.

  • Un hombre viejo dice:

    La razón por la que el resultado de la fusión en frío no fue replicable es ... ¿realmente tengo que especificarlo?
    ¿"De Rutherford"? ¿Qué pasa con Rutherford?

  • Gregg Eshelman dice:

    La dificultad general para operar una fusión se debe a que todos los ejemplos de ciencia ficción sobre la explosión de reactores de fusión son estúpidos. Entonces, ¿si el acorazado espacial daña la planta de energía? Hay que hacerlo para que las cosas no vayan realmente mal, es cortar el combustible al reactor y se * para *.

    Un reactor de fusión diseñado adecuadamente, para cualquier uso, tendrá varias cajas fuertes fallidas que cortan el combustible.

    El único estilo ficticio de reactor de fusión que podría tener un régimen de falla catastrófica es el que utiliza gravedad artificial para comprimir el combustible. Si el campo gravitacional falla, esto activará el combustible. La magnitud de la explosión dependería de la cantidad de gas comprimido dentro del reactor en un momento dado. Así que construye la cámara alrededor del reactor extremadamente fuerte, con algunos paneles de explosión o ventilaciones, con todo cubierto con paneles lisos resistentes al calor, para que los gases de escape salgan rápidamente. Tal diseño multiplicaría la retención redundante con el almacenamiento de energía directamente en el reactor para mantener la retención porque la fusión por muy poco tiempo continuaría después de que un daño u otra crisis provocara el cierre del combustible.

    En otras palabras, los ingenieros de fusión de los libros de David Weber, Honor Harrington, son un grupo de locos locos que han diseñado deliberadamente sus reactores de fusión para que sean extremadamente inseguros.

    • Ren dice:

      ¿Dónde está la emoción de no tirar el "Warp Core"?

    • Martín dice:

      De acuerdo, explotaría ficticiamente si el campo ficticio antigravedad se rompiera. 🙂
      De hecho, la densidad de energía de la gravedad es mucho menor que la de la fuerza electromagnética. Por lo tanto, no espero una liberación de energía más alta de un sistema de bloqueo de este tipo en caso de falla que del bloqueo magnético. Aparte de eso, todavía no tenemos ni idea de la gravedad artificial. Afortunadamente, los imanes funcionan y se entienden bien.

  • ¡Aprende_algunos_física! dice:

    Según los niveles de ignorancia que se muestran en estos comentarios, aparte de posiblemente un "localroger", es muy bueno que una fusión siempre se mantenga a 10 años de distancia.

    Para citar solo el ejemplo más simple, no existen "fuentes" de energía. La energía se conserva siempre y absolutamente. Lo que los seres humanos valoramos es el poder: la transformación o el movimiento de la energía. En particular, evaluamos la liberación de energía de forma ligada (enlaces químicos o nucleares) a forma libre (radiación electromagnética o energía cinética de partículas).

    Además de la ignorancia puramente técnica, existe la ignorancia social. Todos los tipos de reactores nucleares no son una solución para el calentamiento global. El calentamiento global es la consecuencia obvia e inevitable de dos leyes físicas inmutables y un rasgo humano inevitable.

    Las dos leyes son la ley de conservación de la energía y la ley de radiación del cuerpo negro. La cualidad humana es el insaciable deseo de poder. Este último se ha contentado durante los dos últimos siglos con la liberación de energía solar almacenada en combustibles fósiles. ¡Sí! Los combustibles fósiles son una forma de energía solar renovable. Solo se necesitan muchos milenios para renovarse, eso es todo. Obviamente, cuando liberas milenios de energía almacenada en poco más de un siglo, las cosas se calentarán. El vapor de agua y el dióxido de carbono resultantes ciertamente ayudan a prevenir la inevitable radiación del cuerpo negro de esa energía al espacio, pero el motor principal es la tasa de emisión.

    Si continúas con esa misma alta tasa de liberación, o peor aún, la aumentas, mediante procesos atómicos, no has resuelto nada. La única solución viable es clara. Cada individuo necesita forzar su poderoso deseo a lo que se necesita para sentirse cómodo y la población humana total que vive en la tierra debe ser limitada o incluso reducida.

    No veo nada de eso sucediendo en mi vida. Finalmente, para salir de la precaria profecía, no creo que el tokomako o la estrella puedan funcionar.

    Por cierto, el proceso principal en el sol es el ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno, no hidrógeno-hidrógeno, que ocurre con una probabilidad muy baja, aunque este último es necesario para crear los precursores del ciclo predominante. La pequeña reacción ocurre porque hay una cantidad muy, muy grande de hidrógeno en el sol.

    Y adiós, las reacciones nucleares no se limitan a las reacciones exotérmicas que tanto admiran los miopes. Además de las reacciones nucleares de baja energía, existen de hecho reacciones nucleares endotérmicas. El "exceso" de energía de Pons-Fleischmann, si es real, fue probablemente una consecuencia de la combinación de deuterio con paladio seguida de una secuencia de emisiones alfa y beta hasta que se alcanzó un isótopo estable. El paladio ocupa una posición especialmente adecuada en la rodilla en el diagrama de isótopos para esto y, al igual que el platino, puede absorber casi un hidrógeno por cada átomo de paladio en la red, por lo que la probabilidad de una reacción no es despreciable. Es una reacción inútil para la producción de electricidad. Podría adaptar el suministro global de paladio en un gran garaje. La reacción, sin embargo, es interesante en sí misma y digna de una investigación de nivel.

    • Elliot Williams dice:

      TL; DR: Los seres humanos de alguna manera generan el calor que es responsable del calentamiento global, y cualquier mayor producción de electricidad lo empeorará. Pero algo sobre la fusión fría ...

    • Ken N dice:

      Nuestro problema actual no es tanto la emisión de “milenios de energía almacenada en poco más de un siglo”, sino la emisión de milenios de carbono almacenado durante unos dos siglos. Y el sirviente se equivoca al encontrar, extraer, transportar y quemar tanto combustible fósil.

  • Tony Reynolds dice:

    Buen artículo. Agradecí especialmente la actualización de Wendelstein. Un pequeño detalle: el sitio web de Iter predice un primer plasma en 2026; el artículo da 2035 - corrija o explique.

    • Alan dice:

      Que aparte ...
      Hay muchos tipos de incineradores para eliminar los desechos. Algunos requieren temperaturas extremas para eliminar los productos químicos peligrosos. Pienso en los bifenilos policlorados o PCB como ejemplo.
      Estoy seguro de que el plasma destruiría algunas sustancias químicas nocivas. Me pregunto qué efecto tendrían esas impurezas en una reacción de fusión.

  • MikeB dice:

    ¿Podríamos tener un artículo similar sobre las últimas tecnologías de fisión? Realmente parece que la energía nuclear es un competidor viable para nuestras crecientes necesidades de energía eléctrica.

  • Edward Mallon dice:

    Parecería que el confinamiento inercial es un enfoque menos complicado para lograr las condiciones para la fusión, y varias indias están siguiendo silenciosamente ese enfoque, aunque con presupuestos pequeños en comparación con los grandes proyectos internacionales.

  • Jacobo dice:

    Fusion reactors: Not what they’re cracked up to be

  • Todd3465 dice:

    IIRC no Teller propuso un proyecto más simple (relativamente) para un reactor de fusión lineal en sus últimos años, no tan elegante y sin proporcionar tantos años (décadas) de lucrativas becas de investigación ... así que no es popular (?)

Óscar Soto
Óscar Soto

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