Un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka ha investigado un nuevo método para generar energía de fusión nuclear, mostrando que el efecto relativista de la luz láser ultraintensiva mejora con los métodos actuales de "encendido rápido" en la investigación de fusión por láser para calentar el combustible el tiempo suficientepara generar energía eléctrica. Estos hallazgos podrían proporcionar una chispa para la fusión láser, marcando el comienzo de una nueva era de producción de energía sin carbono.
La energía nuclear actual utiliza la fisión de isótopos pesados, como el uranio, en elementos más ligeros para producir energía. Sin embargo, esta energía de fisión tiene grandes preocupaciones, como la eliminación del combustible gastado y el riesgo de fusión. Una alternativa prometedora a la fisión es la nuclearfusión. Al igual que todas las estrellas, nuestro sol se alimenta de la fusión de isótopos ligeros, especialmente hidrógeno, en elementos más pesados. La fusión tiene muchas ventajas sobre la fisión, incluida la falta de desechos peligrosos o el riesgo de reacciones nucleares no controladas.
Sin embargo, obtener más energía de una reacción de fusión de la que se le ha aplicado ha sido un objetivo difícil de alcanzar. Esto se debe a que los núcleos de hidrógeno se repelen fuertemente y la fusión requiere condiciones extremas de calor y presión, como las que se encuentran en el interior deel sol, por ejemplo, para apretarlos juntos. Un método, llamado "confinamiento inercial", utiliza pulsos láser de energía extremadamente alta para calentar y comprimir una pastilla de combustible antes de que tenga la oportunidad de explotar. Desafortunadamente, esta técnica requiere extremadamentecontrol preciso de la energía del láser para que todas las ondas de choque de compresión lleguen al centro simultáneamente.
Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Osaka ha desarrollado un método modificado para el confinamiento inercial que se puede realizar de manera más consistente utilizando un segundo disparo con láser. En el encendido rápido de "superpenetración", el segundo láser irradiado directamente produce electrones de movimiento rápido enplasma denso que calienta el núcleo durante la compresión para desencadenar la fusión. "Al utilizar el comportamiento relativista del láser de alta intensidad, la energía se puede suministrar de manera confiable al combustible en el plasma implosionado con el objetivo de la ignición", dice el primer autor Tao Gong.
El combustible para este método, que generalmente es una mezcla de los isótopos de hidrógeno deuterio y tritio, es más fácil de obtener que el uranio y se convierte en helio inofensivo después de la fusión. "Este resultado es un paso importante hacia la realización de la energía de fusión láser,así como para otras aplicaciones de física de alta densidad de energía, incluido el tratamiento médico ", explica el autor principal Kazuo Tanaka.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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