Durante décadas, la fusión nuclear se ha considerado la fuente de la energía final, un hostil, poderoso y prácticamente sin límite. La mayoría de los métodos para la fusión incluyen enormes máquinas diseñadas para exprimir el plasma bajo calor y presión extremas, imitando el sol. Pero el equipo de la Universidad de Columbia Británica (UBC) ha tomado una ruta diferente, encaja en el banco de laboratorio.
El nuevo experimento publicado en Nature utiliza un reactor de fusión compacto de temperatura ambiente. No se dirige a la producción de combustible a gran escala. En cambio, se centra en el camino para mejorar el proceso de fusión al aumentar la concentración del Deutario, que es una forma pesada de hidrógeno utilizado como combustible.
El equipo desarrolló el método de combinar la carga de campo de plasma con carga electroquímica. Este doble método permite que más deuterio se cubra como un objetivo de metal sólido hecho de paladio. El metal está lleno de más Duterio, aumentando la oportunidad de colisionar y fusionar dos átomos de Deuterium, liberando energía.
Profesor Curtis P, una reconocida Universidad de UBC y el proyecto. Según Berlinguette, «el objetivo es aumentar la probabilidad de densidad de combustible y conflictos de Deuterium -Duterium y, en consecuencia, eventos de fusión».
Su simplicidad es hacer que este método sea notable. En lugar de necesitar una infraestructura masiva, los investigadores usaron una potencia de un solo voltio para empujar el duterio al metal. Por lo general, logra la misma contracción que requiere 800 veces la presión atmosférica de la Tierra.
¿Cómo funciona el reactor?
Su dispositivo hecho a medida, conocido como el reactor Thunderbird, puede parecer modesto, pero está lleno de innovación. El reactor consta de tres partes principales: propulsor de plasma, sala de vacío y células electroquímicas. Cada elemento juega un papel en la carga del Duterium al objetivo de Palladium.
Historias
Por un lado, el propulsor de plasma perfora el metal con iones de alta energía. Por otro lado, la célula electroquímica aplica un voltaje suave para empujar más los átomos de Deuterio al objetivo. Este método de doble carga conduce a una concentración de combustible local más alta que la vista previa.
Cuando se prueba, este método ha aumentado la tasa de fusión en un 15% en comparación con el uso del método de plasma solamente. Aunque ese número parece ser pequeño, es significativo en el mundo de la fusión práctica. Esto prueba el concepto y muestra cómo la fusión se puede mejorar de una manera que nunca antes había intentado.
«Usando una electroquímica, hemos cargado más deutarium en el metal, para apretar el combustible a la esponja», explica Burlingut. «Aunque no logramos una ganancia de energía neta, este enfoque aumentó las tasas de fusión en la forma en que otros investigadores se reproducirían y construirían».
El equipo no medió la producción de calor o energía. En cambio, se centró en encontrar la dura evidencia nuclear de fusión: neutrones. Estas partículas subtámicas son una firma directa de eventos de fusión, que es causada por procesos engañosos o químicos, a diferencia del calor.
Se encuentra en inventos pasados
Fusion Science no es nueva. El primer ensayo exitoso de fusión de Duterium-Duterium (DD) fue el anterior de 1934. Luego, los científicos bombardearon los objetivos de metal recubiertos en el Duterio con iones de alta energía. Este trabajo inicial sentó las bases para los experimentos de fusión de hoy.
En 1989, más famoso o notorio, dos investigadores afirmaron que la «fusión en frío» se logró al ejecutar el óxido de duterio a través del electrodo de paladio y medir la producción de calor inusual. Esta idea fue rápidamente rechazada cuando otros científicos no pudieron repetir sus resultados. Cold Fusion se convirtió en una cuestión de prohibición en la ciencia convencional.
Aún así, el interés nunca desapareció por completo. En 2015, un grupo de investigadores respaldados por Google formó un grupo de pares para reutilizar la fusión en frío en condiciones estrictas y modernas. Aunque no ha recibido ningún apoyo para los derechos previos de fusión en frío, ha identificado áreas de esperanza para su posterior estudio.
Burlinguette era parte de ese grupo de pares. Ahora, su equipo en UBC se ha basado en esos inventos para desarrollar un experimento completamente nuevo, lo que evita los riesgos de los derechos pasados al cumplir con las señales de fusión claras y medibles.
Con la financiación de la Fundación Thistledown, UBC continuó la investigación. El resultado es una pantalla bien documentada y revisada por pares sobre cómo mejorar las tasas de fusión con una electroquímica, un logro que no depende de a.
La fusión de accesible hacia el futuro
Aunque este experimento no logra una ganancia de energía neta, muestra que no hay necesidad de miles de millones de dólares en el camino de la fusión que se puede usar. El laboratorio de reactores de Thunder Bird es lo suficientemente pequeño como para caber en el banco, lo que permite unirse a universidades y pequeños laboratorios.
«Esperamos que este trabajo ayude a traer ciencia de fusión de los laboratorios nacionales gigantes y al banco de laboratorio», dice Burlinguit. «Nuestro enfoque combina la fusión nuclear, la ciencia de los materiales y la electroquímica, creando una plataforma para ajustar métodos de carga de combustible y materiales objetivo».
Esta fusión de visión hace que la investigación sea más accesible y colaboradora. Al dividir el problema en partes que se pueden gestionar, cómo empacar combustible de manera más efectiva, los científicos pueden contribuir, replicar y refinar el proceso.
La fusión misma es una de las reacciones más poderosas conocidas. A diferencia de la fisión nuclear que divide los átomos y crea residuos radiactivos a largo plazo, la fusión combina átomos y solo produce radiación a corto plazo. Es seguro porque no incluye reacciones en cadena y no se puede disolver como centrales nucleares tradicionales.
Si los científicos encuentran una manera de causar más energía que la fusión, el mundo puede ver la revolución de la energía. La electricidad es limpia, casi inmensa y más sostenible que los combustibles fósiles.
El enfoque de UBC no resuelve todos los desafíos durante toda la noche. Pero reconoce un nuevo paso audaz en el campo, que ha visto muchos callejones sin salida y falsos comienzos. Los investigadores han abierto las puertas, generalmente, demostrando que la carga electroquímica aumenta la fusión.
Si otros atraviesan esa puerta dará forma al futuro de la ciencia de la fusión y quizás el futuro del poder global.
