¿Qué preguntas deben responderse para finalmente tener generadores comerciales de energía de fusión nuclear? ¿Cuánto tiempo podría tomar resolverlos?

Answer 1

Cinco preguntas

1. Cómo mantener una reacción sin más entrada de energía que salida (resuelta con respecto a los reactores calientes grandes de la clase ITER, y supuestamente avanzando ahora para diseños de protón-boro y protón-litio a menor escala, con un tiempo antes del fusor aneutrónico enfoques se acercan a eso).

2. Una vez que se resuelva eso, cómo construir económicamente un generador de fusión que se pueda mantener y transportar de manera efectiva a cualquier lugar. (A este respecto, el protón-boro y el fusor y otros diseños pequeños tienen una ventaja, especialmente cuando pueden confiar en imanes comerciales de 3 gigaGauss o más pequeños para la contención, una gran ventaja sobre las partes personalizadas del diseño ITER).

3. Una vez que el diseño del generador existe y está probado, ¿se puede usar como una bomba H? Si es así, es justo decir que no se construirán muchos de estos generadores, y los que se construyan no se exportarán ni se utilizarán para obtener energía fuera del ejército.

Se puede esperar razonablemente que las vías de investigación que conducen a posibles explosiones desbocadas de la clase de bombas H, incluso si tuvieron que activarse deliberadamente para funcionar, se reduzcan mucho antes de que se escuche sobre ellas. Esa puede ser la razón por la cual los resultados de la investigación de fusión parecen lentos ahora, podemos estar viendo un sabotaje deliberado de la investigación energética que podría dar lugar a explosiones más grandes. O peor, granadas personales de clase H-bomba. Simplemente no es un buen plan para esta era de no iluminación humana.

Recuerde, la primera pila de fisión nuclear se convirtió en el Proyecto Manhattan.

4. De manera similar, especialmente para los enfoques de dispersión de neutrones, ¿se puede usar el reactor de fusión para crear fisionables en una escala útil para bombas A o H? Si es así, nuevamente, puede esperar razonablemente que sean controlados o suprimidos.

5. Una vez que se demuestra que los diseños viables de reactores no tienen implicaciones militares peligrosamente desestabilizadoras, llegamos a la cuestión de los costos, incluidos el desmantelamiento y la eliminación de desechos. Para los enfoques aneutrónicos o casi aneutrónicos, estos últimos deberían ser mínimos, pero aún deben calcularse.

Para entonces, los diseños de fisión de uranio no refrigerados por líquido que usan termopar y posiblemente diseños de torio viables también podrían existir. Estos serán poco atractivos debido a la cadena de suministro y desperdicio sucia, pero pueden ser baratos.

Lo más probable es que, para ese momento, podría haber diseños de turbinas eólicas confiables, fotovoltaicos y baratos que se puedan moldear con forjas solares de moldes impresos en 3D, bacterias genéticamente modificadas que bombean diesel puro de azúcares (esto ya existe en el laboratorio ), o etanol puro de la alimentación de residuos, como aguas residuales o celulosa (ya existe comercialmente). O una docena de otros competidores para la energía eléctrica y la generación de combustible para el transporte.

Dado el rápido progreso en estos campos, la fusión tendrá sus competidores.

Dicho esto, ahora hay diseños que parecen satisfacer 1 y 2 y parecen satisfacer las restricciones 3 y 4, en particular prototipos de protones y boro (MIT) y al menos un protón-litio reclamado. (General Fusion) diseño, lo último que supe.

El tiempo es una incógnita, pero yo diría que estamos a 20-40 años como máximo.

Answer 2

Una fuente de energía potencial es la fusión fría mal llamada. Se ha demostrado que genera calor a partir de lo que parece ser la fusión de Deuterio a temperaturas relativamente bajas en equipos modestos.

Desafortunadamente, el proceso es muy difícil de reproducir ya que el material exacto y los pasos de preparación no se comprenden bien. Cuando funciona, produce energía térmica en exceso de lo que puede explicarse por medios químicos. El verdadero problema es que la misma configuración puede funcionar varias veces y luego, cuando se reproduce en otro lugar o con materiales de un lote diferente, no se produce energía térmica.

Es obvio que no se conocen cuáles son los requisitos exactos. Suficientes científicos han demostrado el efecto para demostrar que es real. Hay una serie de teorías sobre lo que está creando la fusión, pero poco acuerdo sobre cuáles representan mejor el proceso real.

Es difícil hacer un buen progreso cuando solo el 10% de sus experimentos demuestran el efecto. Hasta ahora se ha asignado poco dinero para la investigación de los fenómenos.

Answer 3

la primera pregunta o, más bien, el desafío sería hacer que funcione sin entrada de energía neta.

Sin trampas como en un reactor de fusión inercial “oh, la cantidad de energía de entrada del láser es X, y la cantidad de calor generado es 100.00001% X”. Bueno, en realidad los láseres solo tienen una eficiencia del 20%, y el calor debe funcionar a través de una caldera y una turbina de vapor y un generador eléctrico que tiene una eficiencia acumulativa de aproximadamente el 50%. Entonces, al final, la entrada de electricidad real es 5X y la salida de electricidad es 0.5x y el reactor tiene que mejorarse 10 veces para lograr un punto de equilibrio

El próximo desafío sería hacerlo duradero y económico, al menos a la par con las modernas plantas de fisión.