Sí, los motores propulsados por fusión nuclear son posibles y seguramente se construirán en algún momento de nuestro futuro colectivo.
Fusion tiene muchas ventajas significativas cuando se usa para construir reactores pequeños que pueden ser la base para la fusión directa y los motores eléctricos de fusión.
1) Fusion no tiene requerimiento de masa crítica; todo lo que requiere una reacción de fusión es que se cumplan las condiciones adecuadas (temperatura, densidad plasmática y tiempo de confinamiento) para apoyar la fusión. Como resultado, se pueden construir plantas de energía de fusión muy pequeñas.
2) Los combustibles de fusión están ampliamente disponibles en el espacio. El hidrógeno (y el deuterio) son los elementos más abundantes en el universo. El hidrógeno es completamente 10 ^ 10 veces más abundante en átomos en el universo que cualquier combinación de combustibles de fisión (U233, U235, Pu239).
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3) Cuando la fusión no funciona, tiende a apagarse. Cuando la fusión falla, los accidentes graves y la fusión no tienden a suceder.
4) Los neutrones y gammas producidos por reactores de fisión son difíciles de proteger para aplicaciones de reactores de fusión pequeños. Las partículas cargadas como los protones producidos a partir de la fusión He3-He3 son algo más fáciles y más rentables de proteger. Se puede usar una combinación de campos magnéticos y campos electrostáticos para proporcionar una solución de baja masa para el blindaje biológico necesaria para proporcionar una excelente seguridad del operador para los reactores de fusión de confinamiento inercial He3-He3 móviles.
Helium3-Helium3 fusion
He3 + He3-> He4 + 2 protones + 12.86 MeV (energía)
La fusión He3-He3 produce solo protones cargados y energía (no es difícil proteger a los neutrones).
Motor Fusion-ICF Fusion eléctrico –
Los protones cargados producidos a partir de la fusión He3-He3 se pueden recolectar en rejillas y pantallas livianas y usarse para alimentar directamente motores eléctricos que realmente conducen las ruedas de un automóvil eléctrico de fusión u otra pequeña aplicación de fusión (motor de fusión). La fusión Hetron-He3 sin neutrones no requiere un generador de turbina de precisión costoso para convertir el calor nuclear en electricidad (para la fusión He3-He3, es suficiente una recolección directa de partículas cargadas de menor costo y menor peso).
La energía requerida de un controlador de fusión para encender con éxito pequeñas cápsulas de fusión DT-ICF de subgramo se ha demostrado experimentalmente [1] en aproximadamente 20 MJ entregados a un punto de 2 mm en menos de 3 nanosegundos. 20 MJ es la cantidad de energía liberada al quemar 2.5 tazas de gasolina automotriz. Se espera que los requisitos del fusón He3-He3 sean aproximadamente 40X para la fusión DT ICF.
Los reactores de fusión pequeños con bajos requisitos de blindaje alimentados por fusión aneutrónica He3-He3 probablemente surgirán en algún momento de nuestro futuro. El dispositivo de estilo de fusión más compatible con este estilo de fusión es Inertial Confinement Fusion.
Un concepto de propuesta alternativa
UN MOTOR DE FUSIÓN ICF DE PISTÓN DE AGUA : convierte pequeñas explosiones controladas de energía de fusión ultra limpia en energía hidráulica almacenada
En una planta generadora eléctrica de turbina de vapor de fisión actual, el calor de un reactor nuclear se usa para hervir agua, produciendo vapor sobrecalentado. Básicamente, el
El esquema descrito aquí reemplaza el generador de turbina de vapor con un motor hidráulico en el que la expansión de un gas calentado por un estallido de fusión nuclear puro de bajo rendimiento controlado se utiliza para elevar una masa de líquido (agua), produciendo energía hidráulica almacenada.
Dibujo conceptual de un dispositivo de fusión pura DT-DD de 2 etapas que no utiliza fisión nuclear para producir ignición de fusión y minimiza el uso de tritio radiactivo mientras mantiene el tamaño del controlador de fusión pequeño y de bajo costo.
Esto abre el camino a la aplicación de la generación hidroeléctrica de electricidad, que es mucho más barata que el costoso sistema de turbina de vapor. Todavía son posibles otros sistemas que utilizan energía hidráulica almacenada, como un generador magnetohidrodinámico (MHD) impulsado por metal líquido que fluye, lo que posiblemente puede reducir el costo aún más.
MOTOR DE FUSIÓN DE PISTÓN DE AGUA (detalles)
Cámara de expansión
Supongamos que una gran cámara cilíndrica con un orificio en el fondo fuera
parcialmente lleno de agua. Si una explosión de fusión pura controlada ultra limpia y pacífica se detonase en la región gaseosa, con un rendimiento no tan grande como para romper el
cámara pero aún lo suficientemente grande como para hacer una alta presión en el gas, entonces el
el agua sería expulsada del agujero en el fondo a alta velocidad. Como el agua
el nivel cayó, el gas, ahora calentado por la energía de fusión, se expandiría y
trabajar en el agua
Es necesario agregar algo al motor descrito anteriormente para poder
hazlo realmente útil. La potencia de fusión ICF viene en pulsos cortos, mientras que la potencia eléctrica que esperamos obtener debería ser constante. Aún peor es el hecho de que el agua no sale a la misma velocidad. Necesitamos almacenar
la energía para hacer funcionar equipos generadores eléctricos entre pulsos y para clasificar
fuera de las diversas porciones del agua de acuerdo con sus velocidades para que
Toda el agua puede ser utilizada eficientemente. Tenga en cuenta que uno no puede almacenar la energía
de flujo de agua durante mucho tiempo porque, incluso para una tubería muy lisa,
la pérdida de energía cinética es de aproximadamente 1% para una longitud de flujo de una tubería
diámetro.
Un esquema que logrará tanto la clasificación de velocidad como el almacenamiento de energía
sería como sigue, supongamos que el agua, como salió de
la boquilla en el fondo de la cámara de expansión, fue dirigida hacia arriba
eje que estaba inclinado ligeramente fuera de la vertical. Este eje seria largo
suficiente para permitir el movimiento vertical de incluso el agua de mayor velocidad
disminuyó la velocidad y se detuvo por gravedad. A medida que cada porción del agua se acercaba
ápice, su movimiento horizontal lo llevaría al lado inferior del eje.
Aquí se recogería en cámaras de almacenamiento a cualquier nivel que alcanzara.
Tenga en cuenta que no se perdería mucha cabeza dinámica en este esquema porque el
la fricción entre el chorro de agua y el aire en el pozo sería mucho menor
que eso entre el agua que fluye y un muro de contención. Además, el aire en el
el eje podría moverse de modo que la velocidad relativa entre el aire y el agua
sería menor que la velocidad del chorro.
Al agregar este elemento, se obtiene un motor que convierte explosiones controladas de energía de fusión ultra limpia en energía hidráulica almacenada.
Más detalles de este sistema de generación de energía de fusión de pistón hidráulico y para examinar los cálculos preliminares de ingeniería de soporte y los costos estimados, consulte:
UCRL-JC-307068
“Un nuevo esquema para hacer electricidad barata con energía nuclear”
Joseph S. Pettibone
Un nuevo esquema para generar electricidad barata con energía nuclear (Conferencia)
[1] – Pruebas de campo de halita-centurión de la guerra fría en el sitio de prueba de Nevada
Documentos de origen de Halite-Centurion (con enlaces cuando sea posible) –
Artículo del NY Times publicado en el momento de las pruebas de campo de Halite-Centurion: el avance secreto en la fusión nuclear provoca una disputa entre los científicos
El avance secreto en la fusión nuclear provoca una disputa entre los científicos
El siguiente documento contiene lo que John Lindl pudo publicar públicamente con respecto a Halite-Centurion ICF por el DOE
“Desarrollo del enfoque de impulso indirecto para la fusión por confinamiento inercial y la base de la física objetivo para la ignición y la ganancia”. John Lindl Página: 3937. AIP Física del plasma. Instituto Americano de Física, 14 de junio de 1995.
http://hifweb.lbl.gov/public/Sha…