24/04/2012 - ¿Se ha resuelto el problema de la fusión fría?

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La Universidad de Princeton ha anunciado que dos de sus físicos han descubierto una posible solución a la actual barrera de la fusión fría, límite que ha desconcertado durante mucho tiempo a los investigadores.

Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista especializada Physical Review Letters.

La energía de fusión, la que utilizan las estrellas para mantenerse activas, es uno de los grandes desafíos de la ciencia. Poder trasladar este modelo a nuestros sistemas de generación de energía supondría disponer de una fuente de energía inagotable, segura y limpia. Hasta la fecha esto solo se ha conseguido de forma experimental, cara y en pequeñas cantidades.

Si su teoría es confirmada por la experimentación, el hallazgo podría ayudar a eliminar un importante obstáculo para el desarrollo de la fusión como fuente de producción de energía eléctrica en todo el mundo.

Fusión fría, ¿qué falla en el proceso?

El proceso de fusión consiste en darle la vuelta a la energía nuclear y unir partículas de hidrógeno en vez de dividirlas, hasta que se convierten en helio, a temperaturas infernales de 150 millones de grados.

Este proceso el mismo trabajo que realiza nuestro Sol para seguir brillando. Recrear este proceso en la Tierra es extremadamente complicado, ya que hacen falta campos magnéticos para mantener esa altísima temperatura, muy difícil de alcanzar.

La fusión solo se produce cuando el plasma está lo suficientemente caliente y denso para que los núcleos atómicos contenidos en el gas se puedan combinar entre sí liberando energía, pero algo falla en el proceso.

Los científicos del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton Luis Delgado-Aparicio y David Gates han descubierto que unas burbujas con impurezas que aparecen en el proceso son las culpables de enfriar el plasma, esto impide que los reactores funcionen con eficiencia.

Los reactores experimentales utilizados (Tokamak) el plasma alcanza un límite de densidad y, aunque se añada más energía para calentarlo, esta densidad no aumenta y es indispensable aumentar dicha densidad para llegar a la fusión.

Analizando las burbujas que aparecen en el plasma, los físicos de Princeton se descubrieron que se inician en las paredes del tokamak, donde recogen las impurezas, para después desplazarse al interior del plasma. Estas pequeñas islas cometen un doble daño: por un lado enfrían el plasma y por otro actúan como escudos que bloquean la entrada de la energía al reactor.

El siguiente paso.

Si estos dos físicos están en lo cierto se podrían proporcionar mejoras esenciales para la construcción de futuros reactores, ahora solo falta demostrar su teoría en dos tokamak (uno de ellos el del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el otro en el General Atomics de San Diego).

Actualmente está en fase de construcción un nuevo reactor experimental (ITER) en la localidad francesa de Cadarache, sus responsables esperan que la gran infraestructura se mantenga caliente a mediados de la década de 2020 y que la energía de fusión sea masiva antes de 2040.

El objetivo, comprobar si una inyección de energía directamente en las burbujas daría lugar a una mayor densidad. Esto ayudaría a futuros reactores a conseguir la temperatura de 100 millones de grados que requiere la fusión. La teoría presentada por los dos científicos representa un nuevo enfoque para el límite de densidad conocido como “límite de Greenwald”.

La era del desarrollo de una nueva tecnología que nos proporcione energía limpia, abundante y sin riesgos está abierta.

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