Los científicos del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton Luis Delgado-Aparicio y David Gates han encontrado una explicación teórica a las burbujas que aparecen en el plasma y que impiden alcanzar la densidad necesaria para permitir funcionar a los reactores con eficiencia.
El estudio se detalla en el último número de Physical Review Letters.
En la fusión dos átomos de materiales ligeros, normalmente isótopos de hidrógeno como el deuterio y tritio, se combinan para producir helio liberando una cantidad enorme de energía.
Es el proceso que se realiza en el sol y las demás estrellas de una forma natural.
El plasma es el cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que una parte de las partículas están cargadas eléctricamente.
La fusión 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.
En los reactores experimentales existentes actualmente el plasma alcanza un límite de densidad. Llegado a éste aunque se añada energía no se incrementa la densidad.
El análisis realizado por los científicos se ha centrado en las pequeñas burbujas que aparecen en el plasma y que enfrían el conjunto.
Han encontrado que la formación de estas burbujas se inicia en las paredes de los reactores y se extienden posteriormente al interior de la masa de plasma. Las burbujas además de enfriar el plasma actúan como escudos que bloquean la entrada de la energía al reactor.
Los investigadores quieren probar su teoría en dos reactores experimentales, que reciben el nombre de tokamak.
Quieren verificar que la inyección de energía directamente en las burbujas soluciona el problema y crea una densidad mayor de la lograda hasta el momento.
La teoría de estos científicos supone un enfoque totalmente novedoso al límite de densidad, conocido también como límite de Greenwald.
Si verifican con sus experimentos sus conclusiones teóricas pueden encauzar definitivamente el diseño de un reactor en el que se alcance la temperatura de cien millones de grados necesarios para la fusión.
Actualmente se está construyendo el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)
, reactor experimental que cuenta con una financiación de 15.000 millones de euros y que se está construyendo en Cadarache (Francia) conjuntamente por la Unión Europea, E.E.U.U., China, India, Japón y Corea del Sur.
Estos reactores pueden ayudar a crear una máquina que obtenga energía de la fusión de forma económica y ecológica imitando al sol y a las estrellas.
Via: pppl.gov
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