El descubrimiento de la fusión nuclear revela el extraño comportamiento de una antigua fuente de energía ilimitada

Fusion Milestone (Laboratorio Nacional Lawrence Livermore)

aunque promete infracciones inminentes en Fusión nuclear Fuerza de décadas, lo último en limpieza energía La fuente permanece fuera del alcance de los científicos.

a Un nuevo estudio fue publicado el lunes. en el diario naturaleza Física Puede ayudar a explicar por qué la fusión es un rompecabezas tan difícil de resolver: a pesar de los modelos informáticos más avanzados que nunca, los investigadores descubrieron recientemente que las partículas en las reacciones de fusión en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) de EE. UU. se comportan de manera muy diferente a como deberían hacerlo los modelos. La energía parece escaparse de la reacción de una manera que los científicos de fusión no pueden explicar actualmente, lo que sugiere que puede ser necesaria una comprensión más fundamental de la física nuclear de alta energía antes de que la energía de fusión se convierta en una realidad.

NIF en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California utiliza láseres para crear las presiones y temperaturas extremas necesarias para desencadenar una reacción de fusión. A diferencia de los reactores de fisión nuclear que operan actualmente en todo el mundo y que dividen los átomos de uranio para liberar energía, las reacciones de fusión comprimen dos isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio para formar un átomo de helio, el mismo proceso de liberación de energía que alimenta al sol. .

en Enero, Investigadores del NIF anuncian un gran avance, generación «plasma llameante». Los láseres NIF calientan el deuterio y el tritio hasta que alcanzan un estado de plasma de la materia, donde los electrones son arrancados de los núcleos de sus átomos, una sopa caliente de iones. Se considera que un plasma se está quemando solo si las reacciones de fusión que ocurren en el plasma proporcionan el calor necesario para mantener estas reacciones: un plasma que se autocalienta es un plasma que se quema.

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Ahora, en un nuevo análisis, el científico de laboratorio de Lawrence Livermore, Ed Hartony, y sus colegas encuentran que la energía liberada por el plasma en llamas no se ajusta a los patrones de distribución predichos por los científicos. Sus hallazgos indican que existe otra fuente de energía no térmica que contribuye a la reacción de fusión en la quema de plasma, según el Dr. Hartouni.

«Nuestras simulaciones usan modelos para predecir los resultados de nuestros experimentos. Estos modelos se basan en ideas teóricas que deben simplificarse para permitir el cálculo; no podemos simular todos los [1,000,000,000,000,000,000] El Dr. Hartouni le dijo a The Independent en un correo electrónico. «Esto puede ser una señal de que nuestros modelos no serán lo suficientemente buenos para predecir el plasmón en este plasma en llamas, especialmente a medida que aumenta el rendimiento de las implosiones».

Entonces, si bien existen desafíos de ingeniería fundamentales para construir un reactor de fusión que pueda proporcionar energía útil (generar el calor necesario para crear plasma ardiente y luego contenerlo durante largos períodos de tiempo), resolver estos problemas puede abrir la puerta a más experimentos necesarios para comprender la física básica de cómo funciona la fusión. , según Artículo de opinión relacionado Por el físico de la Università di Roma «La Sapienza» Stefano Atezeni publicado en física de la naturaleza Lunes.

«Obtener un plasma ardiente no solo es un paso importante en el largo camino hacia la energía de fusión, sino que también abre el camino para investigaciones de estados de la materia no descubiertos, a veces con resultados sorprendentes», escribió el Dr. Atzeni en su artículo. Esto confirma, una vez más, que incluso después de ingresar a los sistemas de plasma en llamas y encenderlos, la investigación de fusión no puede prescindir de la física experimental fundamental del plasma. «

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