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La investigación de la fusión en las ciencias medioambientales
La investigación de la fusión, un subcampo de la ciencia medioambiental, encarna la esperanza de una fuente de energía sostenible y prácticamente ilimitada. Gira en torno a la ciencia y la tecnología de combinar átomos ligeros para liberar energía, imitando el proceso por el que el sol y las estrellas generan luz y calor.
La fusión, desde una perspectiva científica, es una reacción nuclear en la que dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un núcleo más pesado. La masa total del nuevo núcleo es menor que la de los iniciales, y esta masa "faltante" se convierte en energía según la famosa ecuación de Einstein, \( E=mc^2 \), donde \( E \) es la energía, \( m \) es la masa, y \( c \) es la velocidad de la luz.
Comprender la investigación sobre la fusión nuclear
Para que comprendas la investigación de la fusión nuclear, necesitas profundizar en los fundamentos, los retos y la finalidad de este intrigante campo. Dado el papel fundamental que desempeña la energía en nuestras vidas, la posibilidad de aprovechar una energía limpia y casi ilimitada mediante la fusión nuclear podría revolucionar nuestro mundo.
La investigación de la fusión nuclear es un área científica centrada en el estudio y desarrollo de formas de traer a la Tierra las reacciones de fusión que se producen en el sol y las estrellas. Su objetivo final es crear una fuente de energía segura, ecológica y prácticamente inagotable.
Veamos ahora en qué consiste la fusión nuclear. Consiste en someter elementos ligeros como el hidrógeno a temperaturas (millones de grados) y presiones extremas, obligando a los núcleos atómicos a superar su repulsión natural y fusionarse. Este proceso libera una cantidad considerable de energía y, a diferencia de la fisión nuclear, no produce residuos radiactivos de larga duración.
- Ventajas de la fusión nuclear:
- Suministro de combustible casi ilimitado (derivado del agua de mar)
- Sin emisiones de gases de efecto invernadero
- Sin residuos radiactivos de alto nivel
- Retos de la fusión nuclear:
- Requisito de alta temperatura
- Mantener estable la reacción de fusión
Un ejemplo ilustrativo de proyecto de investigación en fusión nuclear es el ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional) que se está construyendo en Francia. Este proyecto, una colaboración entre 35 países, está diseñado para demostrar la viabilidad de la energía de fusión a escala comercial. Con este esfuerzo internacional, vislumbramos un futuro en el que los avances tecnológicos en la investigación de la fusión pueden proporcionar una solución a las necesidades energéticas mundiales.
Importancia de la fusión nuclear en los recursos energéticos
Tu apreciación del papel de la fusión nuclear en los recursos energéticos se profundizará cuando consideres la escala de nuestro sistema energético mundial y la búsqueda de soluciones sostenibles. Dado el efecto multiplicador de la energía sobre las economías y las sociedades, el potencial de la fusión nuclear es profundo.
Se calcula que el consumo total de energía en el mundo es de unos 17,7 teravatios. Para ponerlo en perspectiva, la mayor central nuclear tiene una capacidad de generación eléctrica de unos 8 gigavatios. Necesitaríamos miles de centrales de este tipo para satisfacer la demanda energética mundial. La energía de fusión podría proporcionar una fuente de energía de alta densidad sin las emisiones de carbono vinculadas a los combustibles fósiles ni los problemas de residuos y el temor a los accidentes asociados a la fisión nuclear.
Con la fusión nuclear, podríamos aprovechar una fuente de energía prácticamente inagotable. El combustible primario, los isótopos de hidrógeno, pueden extraerse del agua y del litio, ambos disponibles en abundancia. Los beneficios potenciales van más allá de la producción de energía, abarcando importantes avances tecnológicos y la creación de empleo.
Cuando hablamos de "isótopos de hidrógeno" en el contexto de la investigación sobre la fusión, se consideran principalmente dos isótopos: El deuterio, que puede extraerse del agua de mar, y el tritio, derivado del litio. Ambos isótopos pueden fusionarse a altas temperaturas y presiones para producir Helio y un neutrón, con la consiguiente liberación de energía.
Subrayemos la importancia con algunas cifras: el rendimiento energético de la fusión de 1 kilogramo de deuterio y tritio es unos 4 millones de veces superior a la energía producida por la combustión de 1 kilogramo de carbón.
Avances en la investigación de la fusión
En el panorama de la ciencia medioambiental, la dinámica de la investigación sobre la fusión ha experimentado una evolución considerable en los últimos años. Los avances tecnológicos y la mejor comprensión de la física nuclear han conducido a avances sin precedentes, que dibujan un panorama prometedor para el futuro de la producción de energía.
Principales avances en la investigación de la fusión Gran avance
Los avances pioneros han hecho que la energía de fusión esté más cerca de la realidad que nunca. Los principales avances en la investigación de la fusión han sido impulsados por mejoras incrementales en el confinamiento del plasma, una mejor comprensión de la turbulencia y las inestabilidades, y avances en la ciencia de los materiales.
El confinamiento del plasma es el estado en el que un plasma (un gas ionizado), el mismo estado en el que tiene lugar la fusión, se mantiene efectivamente en una condición estable. Este proceso se basa en sofisticados sistemas de confinamiento magnético como los tokamaks y los stellarators.
Los tokamaks, los sistemas de confinamiento más avanzados en la actualidad, han alcanzado una producción energética impresionante en los últimos años. Sin embargo, garantizar un confinamiento estable del plasma durante un periodo de tiempo considerable ha resultado ser todo un reto. Es vital porque se correlaciona directamente con la eficacia de la reacción de fusión.
Otro avance innovador en la investigación de la fusión gira en torno a la turbulencia y las inestabilidades del plasma. Estos problemas han provocado, en el pasado, pérdidas excesivas de calor y partículas, reduciendo la eficacia de la fusión. Las técnicas avanzadas de simulación y las herramientas de diagnóstico han proporcionado una mayor comprensión y control de estos fenómenos.
Un ejemplo notable de avance en la investigación de la fusión es la asociación de Google con Tri Alpha Energy, en la que desarrollaron un nuevo algoritmo llamado algoritmo Optometrist. El algoritmo consiguió reducir las pérdidas de energía por turbulencias optimizando significativamente las configuraciones del plasma, revelando una vía potencial para conseguir una ganancia neta de energía a partir de las reacciones de fusión.
Además, los avances en la ciencia de los materiales han sido decisivos en la investigación de la fusión. La búsqueda de materiales que puedan soportar las duras condiciones del interior de un reactor de fusión ha conducido al desarrollo de aleaciones y compuestos novedosos. Estos materiales prometen mejorar la seguridad y la longevidad de los futuros reactores de fusión.
Mejora de los recursos energéticos mediante avances en la investigación de la fusión
Nunca se ha prestado tanta atención a la investigación de la fusión, sobre todo por nuestra creciente demanda de energía y la necesidad acuciante de soluciones sostenibles. Los avances en la investigación de la fusión prometen una mejora significativa de nuestros recursos energéticos, haciendo que la energía de fusión deje de ser ciencia ficción para convertirse en realidad.
La energía de fusión tiene el potencial de proporcionar un suministro prácticamente ilimitado de combustible neutro en carbono y de alta densidad energética. Como ya se ha dicho, los recursos necesarios para la fusión -los isótopos de hidrógeno deuterio y tritio- están disponibles en abundancia en la Tierra. Sin embargo, el aspecto de la sostenibilidad es sólo una cara de la moneda.
Carbono neutro se refiere a las actividades que no producen un aumento neto de la cantidad de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera terrestre. Las reacciones de fusión no producen CO2, por lo que son respetuosas con el medio ambiente.
La alta densidad energética a largo plazo también desempeña un papel crucial. La cantidad de energía que pueden generar las reacciones de fusión por unidad de combustible es muy superior a la que puede alcanzar cualquier fuente de energía convencional. Esta característica hace de la fusión una perspectiva extremadamente atractiva en la búsqueda de satisfacer nuestras necesidades energéticas sin comprometer la sostenibilidad medioambiental.
| Tipo de combustible | Densidad energética (MJ/Kg) |
| Batería de iones de litio | 0.3 - 0.6 |
| Carbón | 24 |
| Gasolina | 46.4 |
| Fisión nuclear (Uranio-235) | 80 millones |
| Fusión nuclear (Deuterio-Tritio) | 340 millones de euros |
Otro aspecto prometedor se refiere a los materiales nucleares especiales. A diferencia de las centrales nucleares actuales, un reactor de fusión no necesita uranio enriquecido ni plutonio, que también pueden utilizarse con fines militares. Por consiguiente, la adopción generalizada de la tecnología de fusión también puede contribuir a la no proliferación nuclear.
Aparte de la búsqueda de fuentes de energía sostenibles, la investigación sobre la fusión ha dado lugar a múltiples derivaciones tecnológicas. Entre ellos se incluyen materiales avanzados con aplicaciones potenciales en múltiples industrias, modelos informáticos de vanguardia para simulaciones de sistemas complejos y tecnologías innovadoras de microondas y láser. Así pues, las repercusiones de la investigación sobre la fusión van mucho más allá de la producción de energía, impregnando diversos campos como la fabricación, la informática y el diagnóstico médico.
Estado actual de la investigación sobre la fusión
El panorama de la investigación sobre la fusión, a día de hoy, es de rápidos avances y posibilidades apasionantes. Desde los avances transformadores en la física del plasma hasta la creación de reactores tokamak cada vez más eficientes y potentes, el ámbito de la investigación de la fusión sigue superando los límites de lo que se considera alcanzable en la producción de energía.
Últimas tendencias y perspectivas en el estado actual de la investigación sobre la fusión
El escenario actual de la investigación de la fusión es diverso, y comprende laboratorios gubernamentales, colaboraciones internacionales como el proyecto ITER, y un número creciente de empresas privadas impulsadas por los avances tecnológicos y las oportunidades de mercado. El estado actual de la investigación de la fusión se caracteriza por unas cuantas tendencias clave que encapsulan tanto la trayectoria científica del campo como su creciente utilidad potencial en la producción de energía.
El ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional) es una asociación mundial de 35 países cuyo objetivo es construir el mayor tokamak del mundo para demostrar que se puede producir energía de fusión a escala comercial.
Los superconductores de alta temperatura (HTS ) son una tendencia importante en el estado actual de la investigación sobre la fusión. Estos materiales pueden producir campos magnéticos mucho más potentes que los superconductores convencionales, lo que permite crear dispositivos de fusión más compactos y eficaces. Varias empresas de fusión de nueva creación persiguen diseños basados en HTS para conseguir reacciones de fusión estables y rentables.
El impulso hacia la Inteligencia Artificial (IA) y el Aprendizaje Automático (AM) en la investigación de la fusión es también una tendencia notable. Ahora se utilizan algoritmos avanzados para manejar las enormes cantidades de datos generados en los experimentos de fusión, predecir los comportamientos del plasma y optimizar las configuraciones de los reactores. En particular, la asociación de Google con Tri Alpha Energy utilizó un enfoque basado en la IA para estabilizar el plasma, un importante paso adelante para hacer realidad la energía de fusión.
Otro avance es la búsqueda de diseños alternativos de reactores de fusión. Más allá del modelo tokamak convencional, también se están explorando diseños como el stellarator y el confinamiento inercial.
- El Stellarator , una geometría de reactor retorcida y compleja, ofrece la ventaja de la estabilidad inherente del plasma.
- La fusión por confinamiento inercial(FCI) utiliza láseres de alta energía para comprimir y calentar el combustible nuclear, iniciando las reacciones de fusión.
Un ejemplo de empresa emergente de fusión que aprovecha estas tendencias es Commonwealth Fusion Systems (CFS), una empresa derivada del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que pretende construir un reactor tokamak compacto basado en HTS. Su proyecto, SPARC, prevé utilizar tecnología de imanes de vanguardia para conseguir energía neta a partir de la fusión a principios de la década de 2030, un calendario mucho más agresivo que el de proyectos de mayor envergadura financiados con fondos públicos, como el ITER.
El papel del estado actual de la investigación sobre la fusión en los recursos energéticos
El papel que desempeña actualmente la investigación de la fusión en los recursos energéticos gira principalmente en torno a su potencial. Aunque la energía de fusión no está contribuyendo a nuestra combinación energética actual, el estado evolutivo de la investigación sugiere que podría desempeñar un papel importante en el futuro, ofreciendo una vía transformadora hacia una energía abundante, limpia y segura.
La idea de abundancia está relacionada con la naturaleza de los combustibles de fusión: el deuterio y el tritio. Como ya se ha dicho, el deuterio puede obtenerse del agua de mar, mientras que el tritio puede criarse a partir del litio, un metal común. Por tanto, desde el punto de vista de los recursos energéticos, un futuro impulsado por la fusión promete un suministro casi ilimitado.
Limpio" se refiere al hecho de que las reacciones de fusión no emiten gases de efecto invernadero. A diferencia de los combustibles fósiles, la fusión no contribuye al cambio climático. Además, a diferencia del resto de la energía nuclear (que se basa en la fisión), la fusión no genera residuos radiactivos de larga duración, lo que responde a una de las principales preocupaciones de la opinión pública sobre la energía nuclear.
El aspecto de la "seguridad" está relacionado con las características inherentes al proceso de fusión. Si se produce algún fallo, la reacción de fusión simplemente se detiene: no hay riesgo de fusión ni de reacción fuera de control, como ocurre con la fisión nuclear. La activación neutrónica, aunque es una preocupación destacada, produce residuos de vida más corta en comparación con la fisión, y la investigación de materiales avanzados pretende minimizarla aún más.
- Las claves del papel de la fusión en los recursos energéticos:Es
- una fuente de energía prácticamente inagotable.
- Ofrece una producción de electricidad sin emisiones de carbono.
- Garantiza una seguridad inherente y unos residuos radiactivos de vida menos larga que la fisión.
El estado actual de la investigación sobre la fusión, a pesar de los numerosos retos, representa por tanto un faro de luz para el futuro energético. Como campo, la investigación de la fusión está acelerando nuestro progreso hacia una solución energética que pueda satisfacer de forma sostenible las crecientes necesidades energéticas de nuestro planeta, al tiempo que aborda el cambio climático.
El Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión
El Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión, a menudo abreviado como FIRE, es un proyecto crucial en el ámbito de la investigación sobre la fusión. Este experimento supone un puente de conocimiento entre la ciencia actual de la fusión nuclear y las futuras centrales eléctricas.
Exploración del Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión en Ciencias Ambientales
El Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión representa una coyuntura crítica en nuestra comprensión de la energía de fusión práctica y comercial. Inicialmente conceptualizado a finales de la década de 1990, el FIRE pretende lograr una fusión estable y comprender mejor los retos físicos y de ingeniería que plantea la producción y el control de un plasma ardiente.
En el contexto de la ciencia de la fusión, el plasma ardiente se refiere a un estado en el que la energía de las reacciones de fusión calienta el plasma, haciendo que el proceso sea autosostenible. Se denomina "ardiente" porque, al igual que un fuego, una vez iniciado, requiere poco o ningún aporte de calor externo para continuar.
FIRE pretende estudiar el plasma ardiente en condiciones relevantes para una central de fusión, es decir, en condiciones en las que el plasma se autocalienta gracias a la energía liberada por las reacciones de fusión. Es un entorno en el que los combustibles de fusión arden de forma sostenida y controlada. Esta característica de autocalentamiento es esencial para la producción práctica de energía de fusión y aún no se ha conseguido en ningún entorno experimental.
Para el estudio del plasma ardiente, FIRE emplea un dispositivo de fusión con forma de rosquilla conocido como tokamak. Se trata de un dispositivo de confinamiento magnético diseñado para confinar el plasma caliente mediante campos magnéticos y lograr las condiciones necesarias para que se produzca la fusión. El tokamak ha sido el dispositivo que más éxito ha tenido hasta la fecha en la producción de condiciones de fusión.
Un tokamak es un dispositivo que utiliza un campo magnético para confinar un plasma en forma de toroide (una forma de rosquilla) con el fin de lograr las condiciones necesarias para las reacciones de fusión nuclear. Los tokamaks modernos pueden generar temperaturas superiores a 15 millones de grados Celsius y han producido cantidades significativas de energía de fusión.
Teniendo en cuenta los objetivos científicos de FIRE, está diseñado para alcanzar la ignición, un estado en el que el calentamiento por partículas alfa producido en las reacciones de fusión es suficiente para mantener la temperatura del plasma sin necesidad de calentamiento externo. Se trata de una gran hazaña científica, comparable al momento en que un cohete alcanza la velocidad de escape necesaria para liberarse de la atracción gravitatoria de la Tierra. Lograr y comprender la ignición es un paso importante hacia la realización de una central eléctrica de fusión comercial.
Una analogía perfecta del logro de la ignición en un experimento de fusión puede trazarse con una bola de nieve rodando cuesta abajo. Cuando la bola de nieve empieza a rodar, es pequeña y tiene un impulso insignificante. Sin embargo, a medida que sigue rodando cuesta abajo, recoge más nieve y coge impulso, haciéndose más grande y más rápida a cada segundo. Una vez que alcanza cierto tamaño y velocidad, aunque la nevada se detenga, tiene suficiente impulso para seguir rodando y hacerse aún más grande. Conseguir la ignición por fusión es precisamente esto: una vez que el plasma alcanza las condiciones de ignición, las reacciones de fusión generan suficiente calor para que el proceso siga alimentándose a sí mismo, incluso sin calentamiento adicional.
El impacto del Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión en los recursos energéticos
La importancia del Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión va más allá de la curiosidad científica. Sus resultados pueden repercutir drásticamente en nuestros recursos energéticos, proporcionando una hoja de ruta para la transición de la investigación experimental de la fusión a las centrales eléctricas de fusión prácticas, una transición de los experimentos consumidores de energía a las centrales productoras de energía.
Las centrales productoras de energía (o centrales eléctricas) son estructuras donde se producen transformaciones energéticas, transformando la energía nuclear, química o cinética en energía eléctrica. En el caso de una central de fusión, la energía producida mediante reacciones de fusión se convierte en electricidad.
La FIRE está diseñada para conseguir una alta ganancia de fusión, en la que la energía de salida de las reacciones de fusión supera con creces la energía de entrada utilizada para calentar el plasma y mantener las condiciones de fusión. Una alta ganancia de fusión es un requisito crítico para una central eléctrica de fusión práctica y no se ha conseguido en ningún experimento de fusión existente.
En esencia, FIRE representa un paso esencial hacia la realización de la fusión nuclear como fuente de energía práctica y sostenible. Prepara el camino para la construcción de reactores de fusión avanzados que puedan generar más energía de la que consumen, un gran salto adelante para proporcionar una fuente de energía potencialmente ilimitada y limpia.
| Experimento de fusión | Beneficios de la fusión |
| Joint European Torus (JET) | 0.7 |
| Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) (previsto) | <10 |
| Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión (FIRE) (previsto) | \(\geq\) 10 |
La finalización con éxito del Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión y la realización de la condición de plasma ardiente podrían acelerar significativamente nuestro camino hacia centrales eléctricas de fusión viables. Dado el tremendo potencial de la fusión nuclear para abordar nuestros retos energéticos y medioambientales, el experimento FIRE es muy prometedor para el futuro.
Física del plasma y tecnología de fusión
El campo de la Física del Plasma desempeña un papel crucial en la Tecnología de la Fusión. El plasma, el estado caliente y cargado de la materia donde se produce la fusión, se rige por una física compleja, cuya comprensión es fundamental para desarrollar sistemas de fusión eficientes.
Comprender el vínculo entre la Física del Plasma y la Tecnología de la Fusión
Existe una conexión esencial entre la física del plasma y la tecnología de la fusión, que se entiende mejor cuando comprendes qué es el plasma, sus propiedades y cómo se utiliza en la tecnología de la fusión.
El plasma es uno de los cuatro estados fundamentales de la materia, junto con el sólido, el líquido y el gaseoso. Consiste en un conjunto de partículas cargadas, incluidos iones y electrones libres, que se comportan colectivamente bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos.
Las reacciones de fusión se producen en un estado de plasma, donde las altas temperaturas y presiones obligan a los núcleos atómicos a colisionar y fusionarse, liberando una enorme cantidad de energía. De ahí que la vía para aprovechar la energía de fusión esté intrínsecamente ligada a nuestra capacidad para crear, controlar y mantener el plasma en condiciones extremas.
Por tanto, una comprensión detallada de la física del plasma es un requisito previo para desarrollar la tecnología de fusión. Como el plasma es un sistema complejo y dinámico influido por campos eléctricos y magnéticos, su estudio requiere conocimientos de teoría electromagnética, dinámica de fluidos y mecánica cuántica.
En los reactores de fusión, como el tokamak o el stellarator, el plasma se confina utilizando fuertes campos magnéticos. La forma y la fuerza de estos campos magnéticos deben controlarse cuidadosamente para evitar que el plasma toque las paredes del reactor, provocando su enfriamiento o daños. Conseguir este delicado equilibrio representa uno de los retos clave de la tecnología de fusión. Aquí, la física del plasma proporciona la base teórica y los conocimientos experimentales para mejorar el diseño y el funcionamiento de estos sistemas de confinamiento magnético.
Aplicaciones de la Física del Plasma en la Investigación de la Fusión
La física del plasma es fundamental en la investigación de la fusión, con múltiples aplicaciones que van desde el diseño de reactores de fusión hasta la estabilización del plasma para reacciones de fusión sostenidas.
En el diseño de reactores, los principios de la física del plasma guían la creación de dispositivos de confinamiento magnético como los tokamaks y los stellarators. Estos diseños pretenden maximizar las posibilidades de colisiones de fusión, minimizando al mismo tiempo la pérdida de energía del plasma. Es necesario predecir con exactitud el comportamiento del plasma para optimizar la geometría del campo magnético y los mecanismos de calentamiento, lo que se consigue utilizando sofisticados modelos informáticos basados en ecuaciones de física del plasma.
- El diseño del tokamak utiliza un campo magnético toroidal (en forma de rosquilla) junto con un campo poloidal creado por una corriente que fluye en el plasma.
- En cambio, el diseño del stellarator consigue el confinamiento magnético necesario sin depender de una corriente en el plasma, creando en su lugar un complejo campo magnético tridimensional mediante bobinas retorcidas.
Un ejemplo concreto de aplicación de la física del plasma en la investigación de la fusión es el desarrollo de imanes superconductores de alta temperatura (HTS). Estos imanes, fundamentales para contener el plasma en un reactor, se están revolucionando gracias a los conocimientos de la física del plasma. Se utilizan herramientas avanzadas de modelización de la física del plasma para optimizar las configuraciones del campo magnético y conseguir un confinamiento del plasma estable y de alto rendimiento, lo que permite diseñar reactores de fusión más compactos y económicos.
Otra área crítica en la que la física del plasma es indispensable es el calentamiento y control del plasma. Las reacciones de fusión requieren temperaturas extremadamente altas (normalmente en millones de grados), y la velocidad del núcleo aumenta a estas altas temperaturas, lo que aumenta la probabilidad de colisiones de fusión. Los métodos desarrollados para calentar el plasma a estas temperaturas extremas, como el calentamiento óhmico, la inyección de haces neutros y el calentamiento por radiofrecuencia, se basan en principios de la física del plasma.
El calentamiento óhmico es un método para calentar el plasma haciendo pasar una corriente a través de él, utilizando la resistencia eléctrica inherente al plasma para generar calor. La inyección de haces neutros consiste en disparar átomos neutros de alta energía al plasma para transferir su energía a las partículas del plasma. El calentamiento por radiofrecuencia utiliza ondas electromagnéticas a frecuencias de resonancia específicas para añadir energía al plasma.
Por último, el diagnóstico del plasma, un aspecto vital de la investigación de la fusión, ha surgido del conocimiento de la física del plasma. Las herramientas de diagnóstico controlan y miden distintos parámetros del plasma confinado, como la temperatura, la densidad y los niveles de impurezas. Los conocimientos adquiridos permiten a los investigadores ajustar las condiciones del reactor en tiempo real, mejorando la eficacia y la estabilidad del proceso de fusión.
En conjunto, la física del plasma constituye la base de la tecnología de fusión, proporcionando el marco teórico, los conocimientos prácticos y las innovaciones tecnológicas necesarias para acercar la promesa de la energía de fusión a la realidad.
Investigación sobre la fusión - Puntos clave
- El confinamiento estable del plasma es un aspecto importante de la investigación sobre la fusión nuclear, ya que afecta directamente a la eficacia de la reacción de fusión.
- La investigación de la fusión ayuda a comprender y controlar la turbulencia y las inestabilidades del plasma, que antes provocaban pérdidas excesivas de calor y partículas, reduciendo así la eficacia de la fusión.
- El algoritmo Optometrist, desarrollado en el marco de una asociación entre Google y Tri Alpha Energy, ayuda en la investigación de la fusión reduciendo significativamente las pérdidas de energía causadas por las turbulencias.
- La ciencia de los materiales desempeña un papel decisivo en la investigación de la fusión, en la que se están desarrollando nuevas aleaciones y compuestos para soportar las duras condiciones del interior de un reactor de fusión.
- El combustible neutro en carbono y de alta densidad energética son resultados potenciales del éxito de la investigación de la fusión. Las reacciones de fusión no liberan dióxido de carbono (CO2), lo que las hace respetuosas con el medio ambiente, y pueden generar mucha más energía por unidad de combustible que las fuentes de energía convencionales.
- La fusión nuclear (Deuterio-Tritio) tiene una densidad energética mucho mayor (340 millones de MJ/Kg) que otras fuentes de energía como las baterías de iones de litio, el carbón, la gasolina e incluso la fisión nuclear (Uranio-235).
- La Inteligencia Artificial (IA) y el Aprendizaje Automático (AM) se están utilizando en la investigación de la fusión para manejar las ingentes cantidades de datos generados en los experimentos de fusión, predecir los comportamientos del plasma y optimizar las configuraciones de los reactores.
- La investigación sobre la fusión no se limita a las fuentes de energía sostenibles. También da lugar a múltiples derivaciones tecnológicas que encuentran diversas aplicaciones en campos tan diversos como la fabricación, la informática y el diagnóstico médico.
- El Experimento de Investigación sobre la Ignición por Fusión (FIRE) es un proyecto crucial en el campo de la investigación sobre la fusión que trata de comprender y controlar un estado del plasma en el que la energía de las reacciones de fusión calienta el plasma, haciendo que el proceso sea autosostenible (un plasma ardiente).
- La energía de fusión tiene el potencial de proporcionar un suministro de energía prácticamente ilimitado, dada la abundancia en la Tierra de los combustibles de fusión deuterio y tritio. Se considera libre de carbono, lo que garantiza una seguridad inherente y menos residuos radiactivos de larga duración que la fisión.
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