Viernes, 31 de julio de 2009

Un nuevo método de fusión

Una startup consigue fondos para comenzar los trabajos iniciales de un reactor de prueba de bajo presupuesto.

Por Tyler Hamilton
Traducido por Francisco Reyes

Potencia generada por pistones: El reactor de General Fusion es una esfera de metal con 220 pistones neumáticos diseñados para golpear su superficie a la vez. El golpe genera una onda acústica que viaja a través de plomo-litio líquido y finalmente se acelera hacia el centro en forma de onda de choque. La onda consigue comprimir un objetivo de plasma, llamado esferomak, para así provocar una explosión de fusión. La energía termal se extrae con un intercambiador de calor y se utiliza para crear vapor y generar electricidad. Para generar la potencia necesaria, el proceso se repetiría cada segundo. Fuente: General Fusion

General Fusion, una startup en Vancouver, Canadá, afirma que es capaz de construir un prototipo de planta energética de fusión de aquí a una década, y hacerlo por menos de mil millones de dólares. Hasta ahora, ha reunido 13,5 millones de dólares a partir de inversores públicos y privados para dar comienzo a su ambicioso proyecto.

A diferencia del proyecto ITER que se está desarrollando en Francia, de 14 mil millones de dólares, el enfoque de General Fusion no se basa en costosos imanes de superconducción—llamados tokamaks—para contener el plasma a altísima temperatura que es necesario para conseguir y sostener una reacción de fusión. Tampoco se requieren potentes láseres, como los del Centro Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, para confinar un objetivo de plasma y comprimirlo a temperaturas extremas hasta que tenga lugar la fusión.

En vez de eso, General Fusion afirma que es capaz de conseguir una “ganancia neta”—es decir, crear una reacción de fusión que produzca más energía de la que es necesaria para provocar dicha reacción—utilizando un tipo de fuerza bruta mecánica y no muy compleja a nivel tecnológico, así como unas tecnologías de control digital avanzado que los científicos ni siquiera podían imaginarse hace 30 años.

Puede que no sea plausible, aunque algunos de los principales expertos en fusión de EE.UU. afirman que el método de General Fusion, que es una variación de lo que la industria denomina como fusión de objetivo magnetizado, es científicamente sólido y podría realmente funcionar. Es difícil, afirman, pero merece la pena intentarlo.

“Les deseo lo mejor,” afirma Ken Fowler, profesor emérito de ingeniería nuclear y física de plasma en la Universidad de California, Berkeley, y autoridad principal en diseños de reactores de fusión. Fowler ha analizado el método y no ha encontrado nada espectacular a nivel técnico. “Es posible que lo consigan. Realmente es una cuestión de suerte.”

El reactor prototipo estará compuesto de una esfera de metal de alrededor de tres metros de diámetro, conteniendo una mezcla líquida de litio y plomo. El líquido se hace girar para crear un vórtice dentro de la esfera que forma una cavidad vertical en el medio. En este punto, dos anillos de plasma con forma de donuts y unidos el uno al otro mediante campos magnéticos auto-generados, llamados esferomaks, se inyectan en la cavidad en la parte superior e inferior de la esfera y se unen para crear un objetivo en el centro. “Imagínatelo como si fueran círculos de humo que uno envía al otro,” afirma Doug Richardson, director ejecutivo de General Fusion.

En la parte exterior de la esfera de metal hay 220 pistones controlados neumáticamente, y cada uno está programado para embestir contra la superficie de la esfera a 100 metros por segundo. La fuerza de los pistones envía una onda acústica a través de la mezcla de plomo-litio, y se acelera hasta crear una onda de choque que alcanza el plasma, que a su vez está hecho de deuterio de isótopos de hidrógeno y tritio.

Si todo sale según lo previsto, el plasma se comprime instantáneamente y los isótopos se funden en helio, liberando un chorro de neutrones cargados de energía que son capturados por el líquido de plomo-litio. La rápida acumulación de calor en el líquido se extrae gracias a un intercambiador de calor, que se usa a medias para crear un vapor que hacer girar una turbina y generar energía, mientras que el resto se utiliza para recargar los pistones y prepararlos para el próximo “disparo.”

El objetivo final es inyectar un nuevo objetivo de plasma y disparar los pistones cada segundo, creando así pulsos de reacciones de fusión como parte de un proceso auto-sostenible. Esto contrasta con el ITER, cuyo objetivo es crear una sola reacción de fusión que se pueda sostener por si sola. “Uno de los grandes riesgos del proyecto es que nadie ha logrado comprimir esferomaks en condiciones relevantes para la fusión hasta ahora,” señala Richardson. “No hay razón por la que no debiese funcionar, pero a día de hoy nadie lo ha podido probar.”