02/May/07

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Un soplo de aire fresco para el confinamiento inercial en la fusión nuclear

Ingenieros rusos y norteamericanos desarrollaron una "súper-bujía" para el confinamiento inercial que es capaz de lanzar descargas suficientes para iniciar la fusión cada 10 segundos.

Nadie duda de que el confinamiento magnético es el que tiene más apoyos internacionales como el camino hacia conseguir la fusión: el reactor más grande del mundo, el Joint European Torus británico, utiliza confinamiento magnético. El famoso ITER, que empezará a ser construido en Francia (si la política no lo impide) en 2008, utiliza la misma tecnología. El confinamiento magnético, como su propio nombre indica, mantiene el plasma encerrado utilizando intensos campos magnéticos. Dicho mal y pronto, puesto que el hidrógeno se ha calentado a temperaturas de millones de grados, los átomos se han "roto", formando un plasma de partículas cargadas. Puesto que una partícula cargada que se mueve en el interior de un campo magnético curva su trayectoria, si el campo es suficientemente intenso la curvatura puede ser tan grande que la partícula no pueda salir de una determinada región, sino que se quede dando vueltas y vueltas a gran velocidad.

En el confinamiento inercial, por el contrario, el plasma es contenido, comprimido y calentado de la siguiente manera: se hace incidir una gran cantidad de energía (muy a menudo usando pulsos de un láser) sobre el hidrógeno. La capa exterior se calienta mucho y muy rápido, de modo que "explota" y sale despedida hacia fuera: como reacción a esa acción, empuja las capas interiores hacia dentro, de modo que la mayor parte del plasma se comprime muy rápido y se calienta mucho, iniciando la fusión. El confinamiento inercial sigue siendo popular en los EE.UU., pero en el resto del mundo, en general, ha perdido fuerza frente al magnético - salvo que noticias como ésta demuestran que está vivito y coleando.

El calentamiento y compresión en el confinamiento inercial no tiene por qué ser producido por un láser. Un ejemplo es la Z Machine, el mayor generador de rayos X del mundo entero y la fuente de esta noticia. Esta máquina produce corrientes eléctricas monstruosas que calientan cables de tungsteno a tal temperatura que no sólo se funden - se convierten en plasma. Las corrientes eléctricas son tan enormes que, además, producen un campo magnético muy intenso que comprime el plasma y lo hace "implotar" - el resultado es un pulso electromagnético de rayos X que, al incidir sobre el hidrógeno, puede iniciar la fusión.

¿El problema de este método? Que la magnitud de la corriente eléctrica necesaria es tan grande que los generadores Marx, los usados hasta ahora, necesitaban horas para cargar sus condensadores (además de necesitar miles de metros cúbicos de agua y aceite como dieléctricos). Después de esperar horas de carga, podía dispararse la chispa. A continuación era necesario esperar unas horas de nuevo para volver a empezar el proceso. Puesto que la fusión que se ha logrado hasta ahora es de muy corta duración, puedes comprender la ineficiencia del método. Es como si, en un motor de explosión, el pistón fuera empujado una vez cada dos horas.

Sin embargo, los ingenieros del Instituto de Electrónica de Alta Intensidad de Tomsk, Rusia, en colaboración con los de Sandia Laboratories, EE.UU., han conseguido crear una "súper-bujía" capaz de producir una "chispa" gigantesca cada 10.2 segundos de manera regular. Este dispositivo, llamado LTD (Linear Transformer Driver, algo así como Controlador de Transformación Lineal), asociado en series de 60 anillos de veinte unidades más pequeñas, genera una corriente total de 60 millones de amperios y 6 millones de voltios. Dicho en otras palabras, el equivalente de encender una bombilla de…¡360 billones de watios!. Y esto cada 10.2 segundos.

Los ingenieros de Sandia Laboratories quieren utilizar estos LTDs para lograr una fusión mantenida y no deficitaria, de manera alternativa a los métodos de confinamiento magnético. De esta manera pueden aprovechar la principal ventaja del confinamiento inercial (que las presiones obtenidas pueden ser mucho mayores que en el magnético) evitando, hasta cierto punto, la principal desventaja (que las presiones se consiguen durante un tiempo muy corto) lanzando descargas repetidas cada 10 segundos en vez de cada varias horas.

Sin embargo, los responsables europeos del Joint European Torus y del desarrollo del ITER no parecen estar impresionados - en su opinión, el confinamiento magnético sigue siendo superior y representa el futuro de la fusión nuclear. Como decimos a menudo: el tiempo dirá quién tiene razón. Cuantos más caminos se exploren hacia la fusión comercial, antes llegará - llevamos oyendo que está a veinte años de distancia durante más de treinta años.

Fuente: El tamiz:. Aportado por Gustavo Courault