Lockheed afirma que pueden construir pequeños reactores de fusión en un futuro próximo. ¿Cuál es la diferencia clave entre su tecnología y el tokamak tradicional?

Answer 1

Lockheed no ha publicado nada en revistas revisadas por pares. Lo que sabemos se basa en 3 de las patentes del Dr. McGuires.

Queda por ver cuán factible será su concepto (si es que lo es).

Según sus patentes, parece que Lockheed persigue la captura de plasma diamagnético . Esta es una gran diferencia y se explica mejor con 2 ilustraciones.

Este es un plasma magnetizado, típico de Tokamaks. Normalmente, el campo ingresa al plasma. Las partículas siguen el campo; sacacorchos alrededor. A medida que se mueven, irradian energía [63, 64]. Este camino puede sacarlos de la trampa. Si los campos se curvaron, también puede arrojar partículas hacia afuera [62]. Esto es lo que normalmente vemos en el interior: Tokamaks, Espejos magnéticos, Stellerators, Tokamaks esféricos, etc. El contraste es el plasma atrapado diamagnéticamente , que se muestra a continuación:

El segundo concepto es un plasma atrapado diamagnético . La idea es que el plasma interno rechaza el campo B externo. El plasma es una sopa de partículas cargadas: (+) y (-). Toda carga en movimiento forma un campo magnético. A medida que el plasma gira, su movimiento genera su propio campo interno. El campo rechaza el campo exterior, lo que lleva a una trampa mucho mejor. Idealmente, se requerirían campos fuertemente curvados y plasmas de alta presión.

Vemos esto ocasionalmente en pellizcos y ahora tenemos evidencia limitada de que ocurra en pozos polares [52]. Realmente no entendemos bien este sistema. El Dr. Harold Grad y el Dr. Michael Haines expusieron la teoría de estos sistemas en los años 50, 60 y 70, pero apenas se observó atrapamiento diamagnético, por lo que esa línea de investigación fue abandonada en su mayoría en 1980.

Críticamente, este sistema puede ser magnetohidrodinámicamente estable [55, 58]. En los años cincuenta, pocas personas comprendieron las consecuencias de esto. En los más de 50 años transcurridos desde que hemos aprendido cuán inestable es el plasma. Hay toneladas de inestabilidades. Evitar incluso un puñado sería genial. Esto se caracteriza porque el campo no entra en la nube. Debido a esto, las partículas sacaban menos sacacorchos. Esto conduce a una caída en las pérdidas de radiación sincrotrón [51]. Esta es una gran ayuda para cualquier esquema de planta de energía.
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En cierto sentido, Lockheed persigue el mismo método de atrapar el pozo de polietileno. Pero, los dos enfoques de material de calor de diferentes maneras. El pozo de polietileno utiliza un campo eléctrico, mientras que Lockheed está tratando de calentar usando la inyección de haz nuetral (fuente: COLOQUIO: El reactor de fusión compacto Lockheed Martin).

Puedes leer más en mi blog: Fusion In Upheaval, 23 de junio de 2014.

Fuentes:
50. Park, Jaeyoung, Nicholas A. Krall y Paul E. Sieck. “Confinamiento de electrones de alta energía en una configuración de cúspide magnética”. En Sumisión (2014): 1-12. Archivo de impresión electrónica arXiv.org. Web. 13 de junio de 2014..

51. Tuck, James L. “Una nueva geometría de confinamiento de plasma”. Nature 187.4740 (1960): 863-64. Nature Publishing Group. Web. 13 de junio de 2014..

52. Park, Jaeyoung. “Seminario especial de física del plasma”. Medición del confinamiento de cúspide mejorado en Beta alta. California, Irvine. 13 de junio de 2014. Seminario.

53. “El Dr. Park estará hablando en la Universidad de Wisconsin”. Por John Santarius. Comunicación privada por correo electrónico 13 de junio de 2014: correo electrónico.

54. Jaeyoung, Park. “Dr. Jaeyoung Park, Linkedin”. LinkedIn LinkedIn Inc., nd Web. 17 de junio de 2014.

55. Berkowitz, J., Ko Friedrichs, H. Goertzel, H. Grad, J. Killeen y E. Rubin. “Geometrías recortadas”. Journal of Nuclear Energy (1954) 7.3-4 (1958): 292-93. Web. 16 de junio de 2014.

56. Boyle, Alan. “El proyecto Fusion de bajo costo sale de las sombras y busca dinero”. NBC News. NBC-Universal, 13 de junio de 2013. Web. 17 de junio de 2014.

57. Haines, Mg “Contención de plasma en campos magnéticos en forma de cúspide”. Nuclear Fusion 17.4 (1977): 811-58. Web. 18 de junio de 2014.

58. Berkowitz, J., H. Grad y H. Rubin. “Estabilidad magnetohidrodinámica”. Actas de la Segunda Conferencia Internacional de la ONU sobre usos pacíficos de la energía atómica (1958): P / 376. Web. 18 de junio de 2014..

59. Grad, H. y H. Rubin. “Equilibrios hidromagnéticos y campos libres de fuerza”. Actas de la Segunda Conferencia Internacional de la ONU sobre usos pacíficos de la energía atómica (1958): P / 386. Web. 18 de junio de 2014..

60. Kitsunezaki, Akio. “Confinamiento de la cúspide de plasmas de alta beta producidos por un pulso láser a partir de una pastilla de hielo de deuterio que cae libremente”. Physics of Fluids 17.10 (1974): 1895. AIP Physics of Fluids. Web. 18 de junio de 2014..

61. Hershkowitz, Noah, K. Leung y Thomas Romesser. “Fuga de plasma a través de una cúspide de línea de baja β”. Physical Review Letters 35.5 (1975): 277-80. Cartas de revisión física. Web. 18 de junio de 2014..

62. “Física del poder de fusión: Conferencia 8, Cantidades conservadas / Espejo / Tokomak”. Diapositiva 3: Deriva de curvatura, notas de clase. La Universidad de Warwick, Warwick, Reino Unido. 22 de junio de 2014.

63. “Radiación de ciclotrón”. Wikipedia Fundación Wikimedia, 06 de junio de 2014. Web. 22 de junio de 2014.

64. “Bremsstrahlung”. Wikipedia Fundación Wikimedia, 19 de junio de 2014. Web. 22 de junio de 2014.

Answer 2

EDITAR: ¡Mira la respuesta de Moynihan arriba! Mucho más en línea con sus patentes que mi respuesta …

Basado en las descripciones vagas dadas, el tipo más probable de reactor es lo que se conoce como un reactor de configuración inversa de campo (FRC) (ver Configuración inversa de campo). A diferencia de los tokamaks tradicionales de estado estacionario, este reactor tiene oscilaciones en los campos magnéticos que están diseñados para contener el plasma. En ambos casos, el objetivo es crear líneas de campo cerradas para que el plasma esté “confinado”, es decir, no quiera abandonar el sistema.

Los FRC por su naturaleza pueden ser mucho más compactos que los tokamaks. Los que se encuentran en los laboratorios pueden caber en un escritorio, pero hasta ahora ha habido un éxito limitado para obtener suficiente energía en el plasma para lograr la fusión. No ha habido mucha investigación activa en el mundo académico sobre este tipo de dispositivos en relación con los tokamaks debido al hecho de que existen grandes fuentes de financiación para los reactores tokamak (el proyecto ITER en particular). FRC y las tecnologías relacionadas son populares en la industria que no tiene los $ 10 mil millones de repuesto necesarios para hacer un diseño de tokamak. Es posible que Lockheed haya encontrado una nueva técnica revolucionaria que ahora están perfeccionando para obtener las densidades de energía adecuadas necesarias para la fusión, o podría ser mucho aire caliente (sin fusión).

Answer 3

La principal diferencia que afirman es que su botella magnética tiene menos problemas con la fuga de plasma, que fue lo que causó problemas con el tokamak.

Answer 4

Realmente no hay forma de saberlo, ya que no dieron detalles sobre su tecnología. Personalmente, soy muy escéptico de que puedan cumplir esas promesas como este video

indica que el avance fue de naturaleza teórica y aún no han construido un prototipo. Los pondría en la misma probabilidad de éxito que General Fusion y Tri-alpha energy.

Answer 5

Los reactores de fusión han estado a “10 años de distancia” desde la década de 1950. Las probabilidades son buenas, esta tecnología tampoco funcionará.