¿Por qué no hay más investigación e inversión en el poder de fusión?

Answer 1

Voy a robar descaradamente la respuesta que le di a esta pregunta.

En general, hay un par de barreras:

• Ignorancia La mayor parte del mundo no ha oído hablar de la fusión, no la comprende y no conoce sus muchas variantes, problemas, herramientas o historia.
• Incredulidad En algún nivel, las personas no creerán que la fusión es posible hasta que estén frente a una planta de energía de fusión. Hasta que puedan tocar y ver uno con sus propios ojos.
• Mal explicado. Fusion está muy, muy mal explicado por la comunidad científica. Escriben artículos revisados ​​por pares, llenos de jerga, que satisfacen a su propia comunidad y mantienen sus trabajos. Hay pocos incentivos para explicar el trabajo al público en general.
• Reclamos salvajes. Fusion ha estado plagado de afirmaciones salvajes, desde la fusión en frío hasta la fusión de burbujas y el MIGMA, etc.
• Es Pro Bono. No se puede ganar dinero vendiendo poder de fusión, ya que el poder de fusión aún no existe. Puedes ganar dinero haciendo fusión haciendo neutrones e (muy pronto) isótopos radiactivos. Por lo tanto, la seguridad del dinero / empleo siempre es un problema.
• Decisiones pasadas malas. La investigación de Fusion se cortó en el pasado, en 1986 la administración Reagan cerró un famoso proyecto de fusión gigante recién terminado sin siquiera encenderlo. Los científicos no estuvieron de acuerdo en ese momento y algunos todavía no están de acuerdo con la forma en que se realiza la financiación.
• Necesidad nebulosa. Hoy, esto probablemente está cambiando, pero en los años 80, 90 y 00 fue difícil para el público ver la necesidad. Compare eso con los choques petroleros de Estados Unidos en la década de 1970, cuando el Congreso avanzó muy rápido en energía alternativa.

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Más concretamente, (en los EE. UU.) El Dr. Stephen O Dean ha escrito extensamente sobre las barreras para la investigación de fusión a nivel federal de los EE. UU. El Dr. Dean ha sido jefe de Fusion Power Associates desde ~ 1980 y ha sido la voz líder de las comunidades para obtener fondos en Washington.

Ha estado allí durante los buenos y los malos momentos. En 2012, escribió: “buscar la fuente de energía definitiva”, que es un resumen del apoyo federal a la fusión. No lo leas Es una letanía de comités, títulos, cifras de financiación y nombres de personas. Puedo resumir el libro en dos figuras .

El Dr. Dean realmente argumenta que desde la década de 1980, la fusión nunca recibió la financiación que necesitaba para desarrollarse. Además, desde la perspectiva federal, la motivación ha pasado del poder de fusión a la ciencia de fusión a un tema de investigación esotérica. Esto realmente sucedió a mediados de los noventa cuando el panel que maneja la financiación cambió su nombre al Comité Asesor de Ciencias de Energía de Fusion, no al Comité Asesor de Energía de Fusion.

Para un sentido de escala, hoy el presupuesto de Estados Unidos para la fusión es de ~ 900 millones al año. El presupuesto de la NASA es de ~ 19 mil millones.

Todo esto me llevó a una visión masiva: Tokamaks era realmente todo lo que podían obtener dinero. Esa es ciertamente una explicación muy simplista de lo que sucedió, pero ese es un mensaje para llevar del libro. El Dr. Dean lo expresó así: “tenemos tantas buenas ideas, pero tan poco dinero”.

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Debe haber (y ya está comenzando) un descanso del pasado. El gobierno con el que se encontró mi generación (millennials) apenas puede permanecer abierto, y mucho menos financiar avances. La administración Reagan, el programa Apolo y la guerra fría son historia; historia antigua.

Mi generación asocia la innovación con Google, no con el gobierno. La energía de fusión probablemente provenga de una startup de Silicon Valley en lugar de un gran engaño en Francia.

Si los financiadores federales son incapaces de darse cuenta de esto, entonces serán aprobados por el sector privado. En un mundo caluroso y sin energía, el premio de energía ilimitada sin carbono es demasiado tentador para ignorarlo. Además, hay tantas buenas ideas que el gobierno de EE. UU. No ha podido apoyar que no sean tokamaks .

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FINALMENTE – UNA NOTA SOBRE ITER:

De mi artículo (ITER nunca conducirá a la viabilidad comercial)

Podría costar hasta 50 mil millones de dólares. Se ha promocionado como el camino hacia el poder de fusión comercialmente viable. Se llama ITER, un tokamak supermasivo en construcción en el sur de Francia, e ITER tiene problemas.

Esta es la conclusión a la que llegaron expertos como el Dr. Robert Hirsch. Robert sería el hombre a conocer. El Dr. Hirsch ha trabajado en energía durante los últimos 50 años. En los años setenta, se desempeñó como director de investigación de fusión en la Comisión de Energía Atómica [1]. Con decenas de empleados y cientos de millones de dólares, Hirsch condujo toda la investigación de fusión de Estados Unidos por un tiempo [3]. Tenía grandes esperanzas en Tokamaks, pero últimamente ha tenido dudas. Hirsch llegó a la conclusión a la que todos debemos llegar: una planta de energía basada en ITER no funcionará comercialmente.

El Dr. Hirsch cristalizó sus pensamientos en Fusion Research: Time to Set a New Path [2]. El artículo te abre los ojos, deberías leerlo. Salí pensando: ¿cómo seguimos financiando ITER, cuando tiene tantos defectos obvios? ¿Cómo seguimos tratando a ITER como “el camino” al poder comercial, cuando claramente nunca llegará allí? ¿Por qué nadie se levantará y le dirá a la comunidad ITER que esto nunca será comercial? ¿Y cómo no están furiosos los contribuyentes por esto? Se siente como la vieja historia de la ropa nueva de los emperadores; todos los expertos se han engañado al pensar que esto será comercial, mientras que cualquier tonto puede ver grandes fallas.

Fusión Comercial:

Cada vez que la industria energética ve la fusión, la ven como un “complemento” de la industria nuclear. Tenemos cincuenta años de experiencia trabajando en fisión nuclear. Cualquier industria de fusión crecería naturalmente de esta base de conocimiento. Esa fue la perspectiva tomada cuando el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica investigó la fusión en 1994. Se reunió un panel para definir lo que se necesitaba para comercializar la fusión [5]. Las recomendaciones pueden parecer obvias: la fusión debe ser práctica, rentable, segura y respetuosa con la normativa. Idealmente, ITER necesita ir en esa dirección. Si no, entonces el mundo debería redefinir ITER como un experimento científico y considerar otros caminos hacia el poder comercial. Pero, por desgracia, no lo es. El mundo está gastando toneladas de recursos en ITER; mientras muere de hambre otros conceptos de fusión. No lo hace en un momento en que, más que nunca, necesitamos un enfoque más amplio; más que nunca, necesitamos poder de fusión para detener el cambio climático.

Problemas de ITER:

En realidad, las cosas no podrían ir peor para ITER. Cada año, aumenta su presupuesto, burocracia, complejidad y plazos de entrega. Desafortunadamente, la comunidad de fusión parece completamente ciega a estos defectos; simplemente repiten el mantra de que ITER se hará comercial. Una creciente lista de críticos no lo está comprando. A continuación se presentan los aspectos más destacados de Hirsch y las críticas de otras personas.

1. ITER es demasiado grande. Según un análisis de Livermore, el núcleo de una central eléctrica basada en ITER sería 60 veces más masivo que un núcleo de fisión convencional [2]. Eso es solo el núcleo. La planta también necesitaría un sistema de vacío, criogénico, manejo y recuperación ambiental.
2. ITER es demasiado complejo . La máquina tiene aproximadamente un millón de piezas. Cuando esté terminado, estará hecho de 23,000 toneladas de acero [6]. Esta estructura se “respirará” a medida que se expande y contrae bajo cargas criogénicas y de calentamiento. Imagine el costo de hacer mantenimiento y reparación en una máquina de este tipo.
3. ITER es demasiado caro. No podemos saber cuánto cuesta realmente la máquina; cada nación no tiene la obligación de decirnos cuánto gastaron. Las estimaciones van desde 16, 21 o incluso 50 mil millones de dólares [6, 10-12]. Darse cuenta: cualquier planta de energía puede costar más que esto.
4. ITER no se terminará a tiempo. Desde el comienzo, ITER ha sido sinónimo de retrasos. Por ejemplo, tomó cerca de tres años decidir dónde construirlo [7]. Originalmente, se suponía que ITER comenzaría a funcionar el próximo año [8]. Gran probabilidad: el objetivo actual se retrasa al menos siete años [9].
5. ITER no es seguro. ITER crea dos problemas de seguridad completamente nuevos: interrupciones de plasma y enfriamiento. Si las interrupciones ocurren accidentalmente, sería costoso y peligroso [2]. El calor en un plasma alterado puede ser diez veces mayor que el punto de fusión de la primera pared y el desviador [2]. Imagine los problemas que crea para los reguladores, gerentes y trabajadores. El segundo problema es el enfriamiento. Esto es cuando un imán superconductor se convierte de repente en un electroimán normal y libera su energía. La bobina de ITER contiene la misma energía que 10 toneladas de TNT. Esto ya ha sucedido 17 veces en tokamaks [2]. Esto provoca sobrecalentamiento y fusión de componentes; Incluso puede iniciar incendios peligrosos.
6. ITER necesita nuevas tecnologías. El trabajo en la Universidad de Wisconsin ha indicado que ningún material sólido puede manejar razonablemente el estado estable de ITER [2]. El helio caliente producido se entierra en las paredes de metal causando ampollas.

Claramente, el ITER nunca será comercial. Los partidarios argumentarán: “¿Y qué? ITER es un experimento del gobierno, no un producto comercial, la próxima máquina funcionará ”. Hay varios males en esta lógica. Primero, si admite que ITER no está en el camino comercial , deje de tratarlo como si fuera el único camino hacia la fusión comercial . Financia este experimento adecuadamente junto con otras opciones experimentales; pero no arriesgues todo en ITER. Es una apuesta que ya sabemos que fallará. En segundo lugar, retrasar el cambio empuja al mundo hacia realidades climáticas más peligrosas, con una opción de fusión cada vez más lejos. Este es un camino peligroso y debe cambiar.

Problemas de las DEMO:

Los partidarios han argumentado que ITER funcionará y conducirá a DEMO. Se supone que esta es una central eléctrica de fusión de demostración. Hoy, nadie puede estar seguro de cómo será la demostración, el costo o cómo funcionará. Partidarios y críticos por igual, se han visto obligados a hacer proyecciones. Sabemos que cualquier planta de EE. UU. Estará regulada por la Comisión Reguladora Nuclear [2]. En la actualidad, puede llevar entre cinco y seis años obtener la aprobación de ellos para construir [13, 14]. Además de esto, la NRC puede tardar años en aprobar primero un diseño de planta. Guau. Es probable que un diseño aprobado requiera un edificio hermético a los gases, un costoso edificio de contaminación y salvaguardas contra accidentes aéreos, terremotos y maremotos. Todos estos complementos cuestan más dinero. Simplificar los obstáculos de la NRC significa tener un diseño más simple que uno de fisión. Eso puede ser posible, pero DEMO probablemente no sea la máquina para hacerlo.

Conclusión:

Está claro que para que funcione la fusión comercial, cualquier planta de energía deberá ser más simple y más barata que ITER. Afortunadamente, hay muchas formas diferentes de hacer fusión. Algunos de estos enfoques han sido recientemente prometedores. Por ejemplo, Tri Alpha Energy acaba de anunciar un gran avance con una máquina de 90 millones de dólares. EMC2 inc también anunció un gran avance en la captura de plasma el año pasado. Los fondos de fusión deben reflejar estas y otras alternativas. Si nuestros gobiernos quieren fomentar la fusión, esto debe cambiar. Los gobiernos deberían financiar la fusión más como una empresa de capital de riesgo, en lugar de un padre del azúcar. Eso es mejor para los contribuyentes, los investigadores y el futuro de los campos.

Citas:

1. “NPRE Distinguished Alumni”. NPRE Distinguished Alumni. Np, 18 de octubre de 2015. Web. 18 de octubre de 2015. .
2. Hirsch, Robert L. “Fusion Research: Hora de establecer un nuevo camino”. Temas en Ciencia y Tecnología 31, no. 4 (verano de 2015).
3. Buck, Alice. “Una historia de la Administración de Investigación y Desarrollo de Energía”. Washington DC – Oficina de Administración de Energía (1982): 0-22. Web. 18 de octubre de 2015.
4. Anderson, Hans Christen. “La ropa nueva del emperador”. El Centro Hans Christen Andersen, nd Web. 18 de octubre de 2015. .
5. Kaslow, M. Brown, R. Hirsch, R. Izzo, J. McCann, D. McCloud, B. Muston, A Peterson, Jr., S. Rosen, T. Schneider, P. Skrgic y B. Snow, ” Criterios para sistemas prácticos de Fusion Power: Informe del Panel EPRI Fusion, “Journal of Fusion Energy 13, núms. 2/3 (1994).
6. “ITER: el camino hacia la nueva energía”. Hitos del proyecto ITER. ITER, 2013. Web. 06 de octubre de 2015.
7. Laberge, Michel. “Cómo los golpes de martillo sincronizados podrían generar una fusión nuclear”. TED 2014. Canadá, Vancouver. 6 de octubre de 2015. Discurso.
8. Portone, Alfredo, DJ Campbell y A. Loarte. “El desafío de control de plasma ITER”. Acuerdo europeo de desarrollo de fusión. San Diego. 11 de mayo de 2006. Conferencia.
9. Gibne, Elizabeth. “El retraso de cinco años significaría el fin del ITER”. Nature Publishing Group: revistas científicas, trabajos e información. Nature Publishing Group, 31 de julio de 2014. Web. 06 de octubre de 2015.
10. Cho, Adrian. “El costo se dispara para la participación de los Estados Unidos en el proyecto ITER Fusion”. Science Insider. Science / AAAS, 10 de abril de 2014. Web. 27 de octubre de 2014.
11. “Conversor de calculadora de divisas euro a dólar estadounidense”. Calculadora de divisas (euro, dólar estadounidense) X-Rates, 27 de octubre de 2014. Web. 27 de octubre http: //2014.http: //www.x-rates.com/calculator/
12. “Fusion Furor”. Nature Publishing Group: revistas científicas, trabajos e información. Nature Publishing Group, 23 de julio de 2014. Web. 27 de octubre de 2014.http: //www.nature.com/news/fusio…
13. “Licencia de nuevas centrales nucleares”. Comisión de Regulación Nuclear de los Estados Unidos, octubre de 2014. Web. 18 de octubre de 2015. .
14. “Nuevo proceso de licencia de reactor”. YouTube. Comisión Reguladora Nuclear, 21 de septiembre de 2011. Web. 18 de octubre de 2015.https: //www.youtube.com/watch? V =…
15. “¿Sabemos realmente cuánto costará ITER?” EURATOM. ITER, 2013. Web. 18 de octubre de 2015.http: //www.iter.org/faq#Do_we_re…
16. Gore, Al. Nuestra elección: un plan para resolver la crisis climática. Emaús, PA: Rodale, 2009. Impresión.
17. Vasudev, Alok. “El costo nivelado de la electricidad”. El costo nivelado de la electricidad. Universidad de Stanford, 20 de noviembre de 2011. Web. 18 de octubre de 2015. .
18. “Costo de la electricidad por fuente”. Wikipedia. Fundación Wikimedia, 16 de octubre de 2015. Web. 18 de octubre de 2015. .
19. “Annual Energy Outlook 2015.” Agencia de Información Energética de EE. UU. (2015): np. Web. 18 de octubre de 2015. .
20. “DEMO”. Wikipedia. Fundación Wikimedia, web nd. 18 de octubre de 2015. .
21. Hedditch, John, Richard Bowden-Reid y Joe Khachan. “Energía de fusión en un dispositivo de confinamiento electrostático inercial utilizando una rejilla blindada magnéticamente”. Física de plasma Phys. Plasmas 22.10 (2015): 102705. Web. 18 de octubre de 2015.

Answer 2

Actualmente hay poco consenso sobre qué enfoque de fusión dará como resultado una tecnología que permita la construcción de plantas de fusión de energía seguras y rentables. En la próxima década, tanto ITER como NIF pueden demostrar la física “equilibrio” o factor de ganancia de fusión Q = 1, pero en realidad, las plantas de energía de fusión que pueden producir electricidad a un costo competitivo con la fisión nuclear y el gas natural están más lejos. Existe un riesgo técnico significativo al invertir en solo dos experimentos principales para producir fusión (ITER y NIF), ya que nadie sabe qué tan bien estos dos experimentos se adaptarán a plantas comerciales, incluso cuando los problemas técnicos restantes se resuelven y la energía neta (más energía fuera del experimento de fusión de lo que se necesita para ejecutar el experimento de fusión) se produce.

Dado que no sabemos qué tecnología de fusión dará como resultado implementaciones prácticas y rentables de las plantas de energía de fusión, tiene sentido mantener un programa de fusión diverso en todo el mundo que incluya tokamaks y alternativas de fusión más baratas como:
los pequeños pero productivos dispositivos de fusión IEC en la Universidad de Wisconsin,
Las máquinas de fusión FRC que se están construyendo en la Universidad de Washington
el MIT Alcator-C,
el Fusor Polywell EMC2,
el experimento de fusión láser NRL ICF,
el reactor de fusión tri-alfa aneutrónico,
el dispositivo Sandia z-pinch
y el dispositivo de enfoque de plasma Lawrenceville Plasma Physics DPF

Sería mucho más seguro para Estados Unidos elegir no consolidar todos sus esfuerzos de fusión en un solo gran experimento de fusión extranjera (ITER), sino más bien mantener activa una diversidad de investigaciones de fusión en los Estados Unidos.

Resumen de Fusión Nuclear – Perspectivas para reactores comerciales innovadores 2018-2025

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Uno de los mayores desafíos para ITER es lograr una densidad de potencia lo suficientemente alta, que es crucial para producir una planta de fusión de energía práctica. La densidad de potencia se refiere a la tasa de producción de energía por unidad de volumen del reactor. Fusion implementado en un gran toro tokamak como ITER seguramente tendrá una menor densidad de potencia que los reactores de fisión existentes y futuros y, por lo tanto, requerirá una planta más grande para producir la misma potencia. Supongamos que una planta de fusión tiene que ser diez veces más grande y, por lo tanto, probablemente diez veces más costosa, como las plantas nucleares de fisión actuales, para producir la misma cantidad de energía. Dados los costos ya intolerables de construir plantas de fisión, eso difícilmente sería económicamente factible.
El tema de producir energía neta mientras se alcanza una densidad de potencia lo suficientemente alta como para dar como resultado una planta de energía económicamente competitiva es un tema dominante de la fusión de confinamiento magnético como lo representa el ITER.

Answer 3

Una razón parece ser que aquellos ricos en petróleo y gas han promovido y protegido sus intereses económicos (excluyendo la inversión en tecnología de fisión, desviándola a cosas como robots) con más éxito que el trabajo manual (del tipo reemplazable por robots / máquinas) . Y los incentivos generalmente problemáticos de la geopolítica energética.

Answer 4

El poder de fusión útil es una apuesta ENORME. Se necesitan enormes cantidades de dinero para el aparato (se estima que solo ITER costará 20 mil millones de euros) y no hay garantía de que haya algún retorno. De hecho, siempre ha tardado más y cuesta más de lo que se pensaba inicialmente, por lo que la apuesta empeora con el tiempo.

Answer 5

¿Por qué haces suposiciones en esta pregunta de que la investigación no está en curso? Leer sobre ITER

Answer 6

Bueno, podrías probar mi método que nuestra familia descubrió accidentalmente, que una bobina o alambre enrollado firmemente alrededor del aire a presión reducida genera energía a su frecuencia natural de resonancia. Hice el mío a unos 50 Hz y construí un detector de neutrones que podía ver pulsos de neutrones desde algún lugar a 100 Hz. Me dijeron que los neutrinos podían ser recogidos a esta frecuencia del pulso en los laboratorios de neutrinos mientras hacía mis experimentos. La URL se eliminó pero le pedí a mi host que la restaurara si tenían una copia de seguridad. No he mirado, pero estaba en la página del Termonuclearreactor. Encontré que la salida era baja, la potencia de entrada también era muy baja. El voltaje de salida aumentó durante un período de aproximadamente 1 hora desde 0.001 voltios a 1 MOhm a 0.017 voltios como producto de reacción, ¿Deuterio ?, aumentó la concentración de combustible (deuterio) del hidrógeno presente en el aire. Otra bobina que tenía una “relación de compresión” más alta me enfermó con bultos y una erupción y mis vecinos también se vieron afectados. Se acciona desde la red eléctrica con una entrada de 12 voltios desde el transformador. Sospecho que la corriente de entrada es inferior a 1 mA, pero no tuve tiempo de medirla antes de que los vecinos enojados entraran y me atacaran con una aguja de acero a través de mi pecho causando un MI. Me expulsaron de mi hogar y vecindario y me refugiaron, primero en Francia y luego en un manicomio en Londres. Me enfrento a un destino similar al de Tesla, pero ahora es menos probable ya que me han inyectado un antipsicótico para eliminar el engaño. Mi caso surge mañana después de ver a un juez el viernes, pueden permitirme salir bajo escolta si tienen el personal. Hay un montón de cargos falsos en mi contra que se procesan con evidencia forense a mi favor. El problema está relacionado con la Segunda Guerra Mundial y la relación de mamá con Hitler (ganó un concurso de belleza en Alemania en 1937 y el premio fue Hitler). ¡Mi certificado de nacimiento dice que mi padre era un aristócrata inglés pero me opuse a la opresión de los “sajones” practicados aquí …! te sorprenderías Christopher Strevens (Dr. Chris).