Se soluciona un gran problema de fusión que nos acerca a una fuente de energía perpetua

Dado que la dinámica dentro de un reactor de fusión es muy compleja, las paredes se funden.

Crédito de la imagen: Instituto Max Planck de Física del Plasma. Sección de un reactor de fusión.

Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Física del Plasma (IPP) y la Universidad Tecnológica de Viena (TU Wein) ha descubierto una forma de controlar las inestabilidades del plasma ELM tipo I, que derrite las paredes de los dispositivos de fusión. El estudio se publica en la revista Physical Review Letters.

No hay duda de que llegará el día en que las centrales eléctricas de fusión puedan proporcionar energía sostenible y resolver nuestros persistentes problemas energéticos. Ésta es la razón principal por la que tantos científicos de todo el mundo están trabajando en esta fuente de energía. Producir electricidad de esta manera en realidad imita al sol.

Para que el método funcione, el plasma debe calentarse a 100 millones de grados Celsius dentro de los reactores. A Los campos magnéticos que rodean el plasma impiden que las paredes del reactor se fundan. La capa que se forma alrededor del plasma sólo puede funcionar porque los pocos centímetros más externos del borde de esta capa, llamado borde del plasma formado magnéticamente, están muy bien aislados.

Sin embargo, este método de mantener el calor solar del plasma en el interior tiene un inconveniente. En esta región periférica se producen inestabilidades plasmáticas (ELM). Los ELM suelen ocurrir durante reacciones de fusión. Durante un ELM, intensas partículas de plasma pueden golpear la pared del reactor y causar posibles daños.

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Los investigadores volvieron a una técnica de trabajo que había sido abandonada anteriormente, en un movimiento que recordaría a cualquiera que debía presentar el original de cualquier cosa después de muchos intentos de otros enfoques, solo para descubrir que el original es el Bien.

En lugar de dañar posiblemente las paredes del reactor, se producen inestabilidades muy destructivas. Son posibles muchas inestabilidades menores, pero ninguna de ellas representa una amenaza para las paredes del reactor.

Elisabeth Wolfrum, jefa del grupo de investigación del IPP en Garching, Alemania, y profesora de la TU Wien, afirma que “Nuestro descubrimiento marca un avance importante en la comprensión de la aparición y prevención del ELM tipo I masivo.«El régimen operativo que proponemos es probablemente el caso más optimista para los plasmas de las centrales eléctricas de fusión en el futuro. Los resultados se publicaron en la revista Physical Review Letters.

El reactor de fusión toroidal tokamak es el nombre del reactor. Las partículas de plasma extremadamente calientes se mueven rápidamente a través de este reactor. Las potentes bobinas magnéticas garantizan que las partículas permanezcan confinadas en lugar de destruir las paredes del reactor al golpearlas.

El funcionamiento de un reactor de fusión es complejo, al igual que la dinámica interna. El movimiento de las partículas depende de la densidad del plasma, la temperatura y el campo magnético. El funcionamiento del reactor está determinado por la elección de estos parámetros. Cuando las partículas de plasma más pequeñas golpean las paredes o el reactor, en lugar de tomar una forma redonda, el reactor toma una forma triangular con esquinas redondeadas, pero esta forma se daña mucho menos que la causada por un ELM grande.

El autor principal del estudio, Georg Harrer, lo compara con una olla con tapa en la que el agua empieza a hervir. «Si la presión aumenta aún más, la tapa se levantará y se agitará violentamente mientras el vapor se escapa. Sin embargo, si inclinas un poco la tapa, el vapor puede escapar constantemente mientras la parte superior permanece en su lugar y no vibra».

La posibilidad de un proceso de fusión continuo con enorme energía aumenta significativamente. Una fuente perpetua de energía.

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Las referencia: Physical Review Letters

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