Los científicos están trabajando para acelerar drásticamente el desarrollo de la energía de fusión en un esfuerzo por suministrar energía a la red eléctrica lo suficientemente pronto como para ayudar a mitigar los impactos del cambio climático. La llegada de una tecnología innovadora: superconductores de alta temperatura, que pueden serutilizado para construir imanes que producen campos magnéticos más fuertes de lo que anteriormente era posible, podría ayudarlos a lograr este objetivo. Los investigadores planean usar esta tecnología para construir imanes a la escala requerida para la fusión, seguido de la construcción de lo que sería el primer experimento de fusión del mundo paraproducir una ganancia neta de energía.
El esfuerzo es una colaboración entre el Centro de Ciencia y Fusión de Plasma del Instituto Tecnológico de Massachusetts y Commonwealth Fusion Systems, y presentarán su trabajo en la reunión de la División de Física de Plasma de la Sociedad Americana de Física en Portland, Oregón.
El poder de fusión se genera cuando los núcleos de átomos pequeños se combinan en unos más grandes en un proceso que libera enormes cantidades de energía. Estos núcleos, típicamente primos más pesados de hidrógeno llamados deuterio y tritio, están cargados positivamente y sienten una fuerte repulsión que solo puede sersuperado a temperaturas de cientos de millones de grados. Si bien estas temperaturas, y por lo tanto las reacciones de fusión, se pueden producir en los experimentos de fusión modernos, las condiciones requeridas para una ganancia de energía neta aún no se han logrado.
Una posible solución a esto podría ser aumentar la fuerza de los imanes. Los campos magnéticos en los dispositivos de fusión sirven para mantener estos gases ionizados calientes, llamados plasmas, aislados y aislados de la materia ordinaria. La calidad de este aislamiento se vuelve más efectiva a medida que el campose vuelve más fuerte, lo que significa que uno necesita menos espacio para mantener caliente el plasma. Duplicar el campo magnético en un dispositivo de fusión permite reducir su volumen, un buen indicador de cuánto cuesta el dispositivo, en un factor de ocho, mientras se lograel mismo rendimiento. Por lo tanto, los campos magnéticos más fuertes hacen que la fusión sea más pequeña, más rápida y más barata.
Un avance en la tecnología de superconductores podría permitir que las plantas de energía de fusión fructifiquen. Los superconductores son materiales que permiten que las corrientes pasen a través de ellos sin perder energía, pero para hacerlo deben estar muy fríos. Sin embargo, los nuevos compuestos superconductores pueden operar atemperaturas mucho más altas que los superconductores convencionales. Críticos para la fusión, estos superconductores funcionan incluso cuando se colocan en campos magnéticos muy fuertes.
Aunque originalmente en una forma no útil para construir imanes, los investigadores ahora han encontrado formas de fabricar superconductores de alta temperatura en forma de "cintas" o "cintas" que hacen imanes con un rendimiento sin precedentes. El diseño de estos imanes no es adecuadopara máquinas de fusión porque son demasiado pequeñas. Antes de poder construir el nuevo dispositivo de fusión, llamado SPARC, los nuevos superconductores deben incorporarse en el tipo de imanes grandes y fuertes necesarios para la fusión.
Una vez que el desarrollo del imán sea exitoso, el siguiente paso será construir y operar el experimento de fusión SPARC. SPARC será un dispositivo de fusión tokamak, un tipo de configuración de confinamiento magnético similar a muchas máquinas que ya están en funcionamiento.
Como un logro análogo al primer vuelo de los hermanos Wright en Kitty Hawk, que demuestra una ganancia de energía neta, el objetivo de la investigación de fusión durante más de 60 años, podría ser suficiente para poner la fusión firmemente en los planes nacionales de energía y lanzar el desarrollo comercial.El objetivo es tener SPARC operativo para 2025.
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Materiales proporcionados por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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