Confinamientu inercial

El confinamientu inercial consiste en llograr les condiciones necesaries pa que se produza la Fusión nuclear dotando a les partícules del combustible de la cantidá de movimientu necesaria pa que col choque de les mesmes se venza la barrera culombiana y asina se puea producir la reacción nuclear de fusión.

Xeitos

Según el xeitu que s'use pa da-y el movimientu necesariu a les partícules del combustible puen distinguise:

Confinamientu faciendo usu del láser o partícules

El xeitu más emplegáu pal confinamientu inercial emplega láser sobre un blancu. La fusión nuclear per confinamientu inercial con láser consíguese médiante l'usu de varios fexes de rayos láser (192 nel NIF), de rayos X, o bien d'iones pesaos aceleraos, enfocaos nun pequeñu blancu esféricu (10 miligramos) onde s’atopa el combustible de deuteriu-tritiu. Tamién úsase l'enfoque indireutu, nel que los fexes s’enfoquen facia un holraum d'un metal mui densu qu'a la xu vez produz intensos rayos X qu'inciden sobre'l blancu de combustible. Esti últimu procesu ye más efeutivu.

Confinamientu per pinzamientu

Nun fai muncho presentáronse a la comunidá científica varios proyeutos pa llograr un confinamientu inercial médiante l'usu d'ondes de choque electromagnétiques sobre’l combustible. Como exemplos tenemos el Pulsotrón y la "Superbuxía" del Llaboratoriu de Sandía [1].

Procesu

Procesu d'implosión, entamo de la fusión y lliberación d'enerxía d'una cápsula de combustible de fusión.

Un de los procesos de escalientu de la materia ye'l de la compresión. NestI casu lo que preténdese ye que médiante un aumentu de la presión aumente la densidá y la temperatura. P'aumentar la presión nun puntu, ye necesariu facer incidir un númberu grande de partícules sobre él. Refiriéndonos nesti casu al significáu más amplio del conceutu de partícula subatómica o corpúsculu, como del conceutu de presión.

Esto quier dicir, que débese considerar los fotones (na frecuencia de la lluz visible, o de los rayos X) como partícules, colo cuál llevarán asociáu un momentu, qu'a la xu vez conlleva una fuercia que dará llugar a una presión. Y lo mesmu tien llugar colos iones pesaos. Esa presión tresmitiráse poles socesives capes del blancu dúrante un tiempu que vendrá dau poles lleis de la inercia, la termodinámica y la mecánica de fluidos. Faciendo'l cálculu, se pue comprobar que'l tiempu que trescurre pa propagar la presión en tol volume d'un blancu de dalgunos milímetros de radiu ye d'apenes unos cientos de picosegundos.

Desendolco d'enerxía

Una micro-cápsula emplegada como combustible nel confinamientu inercial de fusión (a menudo nomada "microballón") del tipu de les que s’usen nel NIF y que rellena con una mezcla de gas deuteriu y tritiu n’heliu. La cápsula ye metida nel holraum y ye implosionada pol pulsu de láser.

Depositando sobre'l blancu, nesi cortu periodu de tiempu, una enerxía de ~5-10 MJ llograremos les condiciones necesaries pa facer la fusión. El blancu alcanzará una densidá de 600 a 1000 y la temperatura necesaria pa entamar l'ignición. Agora mesmu tan depositando nos blancos enerxías d'unos 1000 MJ.

Si amás llogramos que'l procesu fágase con una frecuencia de 5 a 10 Hz, llograremos una planta d'una potencia de ~1000 MW. Pa ello ye necesariu que los pulsos tengan una duración de ~10 ns con una potencia nel fexe emisor de ~1000 TW y una lluminosidá de ~1014 - 1015 W.cm-2.

Instituciones Investigadores

Nestos momentos la demostración de funcionamientu del reactor médiante confinamientu inercial se ta faciendo nel NIF (National Ignition Facility) nos Estaos Xuníos y nel LMJ (Laser MegaJoule) en Francia, cola mesma enerxía del NIF, poro 240 faces láser en llugar de 192, dando más flexibilidá (y complexidá) a la instalación. Ambes instalaciones faen usu del ataque indireutu del blancu (enfoque de los fexes láser nun holraum d'altu Z que produz gran cantidá de rayos X que s’enfoquen nel blancu de deuteriu-tritiu) pa llograr l'implosión.

Esisten amás otres plantes qu'estudien la fusión inercial, como'l Gekku XII n’Osaka (Xapón) o l'Omega-upgrade en Rochester (Reinu Xunío) pa estudiar l'ataque direutu (Direct drive).

Ver tamién

Referencies

Enllaces esternos

Inertial Fusion Energy: A Tutorial on the Technology and Economics Archiváu 2011-09-27 en Wayback Machine
National Ignition Facility Project
Zpinch Home Page Archiváu 2004-03-29 en Wayback Machine
Europe plans laser-fusion facility
National Laser Fusion Energy Development Plan Archiváu 2005-11-09 en Wayback Machine