Si tenemos fusión nuclear en cabezas nucleares termonucleares, ¿por qué no tenemos poder de fusión comercialmente?

Answer 1

Las formas modernas de fusión por fisión son un medio confiable para producir energía de forma rutinaria a partir de la fusión.

La humanidad hoy insiste en evitar métodos prácticos para encender el plasma de fusión que utiliza el uso de fisión nuclear de alta densidad de energía para producir las condiciones para la fusión nuclear. Década tras década, la búsqueda de la fusión pura se extiende cada vez más mientras se implementa con dispositivos de fusión más grandes, más exóticos y caros, pero no se logra el éxito en la producción de energía de equilibrio.

Algo debería cambiar y los métodos prácticos para producir fusión por fusión por fisión deberían ser reexaminados.

Si las personas están dispuestas a usar una pequeña cantidad de material fisible para crear de manera confiable las condiciones requeridas para la ignición por plasma, entonces la energía de la fusión DD y DT se convierte inmediatamente en una forma práctica y confiable de generación de energía hoy en día. Puede que hoy no se recuerde bien, pero la fusión por fisión funcionó la primera vez que se intentó en 1952 en la prueba nuclear Ivy-Mike (y desde entonces nunca ha fallado en más de 800 pruebas en el sitio de pruebas de Nevada y en el Pacífico Rango de prueba (Islas Marshall). El diseño nuclear moderno permite la creación de dispositivos de fusión por fisión por inercia que producen más del 99% de su energía de la fusión nuclear (y menos del 1% de su energía de la fisión nuclear) [1].

A mediados de la década de 1970, ERDA / DOE persiguió un concepto de planta de energía de fusión llamado PACER que intentó extender la tecnología de armas de fusión a tecnología de planta de energía de fusión segura y confiable. Se trabajó en LANL y LLNL y en los diseños preliminares para las cavidades PACER y los dispositivos PACER eficientes optimizados para energía, pero el programa fue cancelado por la Administración de Nixon en esfuerzos de reducción de presupuesto (casi al mismo tiempo que se canceló la investigación del Reactor de sal fundida en ORNL).

Trabajé en LLL en el momento en que la planta de energía LLL PACER se estaba sometiendo a un diseño preliminar (aunque no participé directamente en el proyecto de fusión PACER; el proyecto PACER fue solo un esfuerzo de diseño y no se ejecutó lo suficiente como para producir dispositivos optimizados PACER físicos eso necesitaba ser probado, que era mi trabajo como parte de LLL Engineering). El diseñador nuclear principal de LLL en la versión de PACER de LLL fue el Dr. Ralph Moir, quien tiene una buena página web dedicada a PACER y su potencial para la generación práctica de energía de fusión limpia. En implementaciones modernas [2], Fission Ignited Fusion puede usar tan poco como 0.25 gramos de fisible para encender aproximadamente 0.75 gramos de Deuterio usando fusión DD y producir, con la ayuda de un controlador de fusión, una explosión de fusión de aproximadamente 100 Gigajulios por disparo (el energía liberada en la quema eficiente de aproximadamente 779 galones de gasolina). Esto es aproximadamente ~ 2000 veces menor en rendimiento energético por disparo que el dispositivo termonuclear militar más pequeño que se haya tenido en el arsenal nuclear de los Estados Unidos.

Existe una práctica tecnología de fusión de sales fundidas de fusión por fisión, pionera en Lawrence Livermore y Los Alamos National Labs, capaz de generar enormes cantidades de energía a partir de la fisión combinada con la fusión DD en la actualidad. Este sistema se llama PACER y podría usarse hoy para producir energía a partir del Deuterio en el mar mientras genera solo helio no radiactivo y una décima parte de la cantidad normal de productos de fisión producidos normalmente en reactores nucleares como desechos nucleares. No es necesario esperar 50 años para producir energía a partir de la fusión, la fusión por fisión PACER es una fusión práctica que no requiere avances científicos o de ingeniería adicionales y se puede crear un prototipo hoy con un costo mínimo y un riesgo técnico con solo un poco de ayuda de los diseñadores de LANL o Laboratorios nacionales de LLNL.

[1] – Sitio web de Ralph Moir PACER – http://www.ralphmoir.com/pacer/
[2] – – Winterberg, F. “Una tercera vía hacia la liberación controlada de energía nuclear por fisión y fusión” -http: //www.znaturforsch.com/aa/v…

Answer 2

La forma en que funciona un arma termonuclear es la siguiente: una pequeña bomba de fisión (las que usamos como armas antes de los años 60) se detona dentro de un reflector de neutrones. Esta colosal oleada de energía se refleja en una segunda explosión de fisión. Este segundo explosivo es un anillo de uranio que rodea el combustible de fusión y un núcleo de uranio. Tras la detonación, esto aplasta todo dentro de él a un tamaño muy pequeño en nanosegundos. Sorprendentemente, la fuerza de una explosión nuclear literal que lo contrae desde todos los lados NO es suficiente para lograr la fusión. En cambio, los neutrones de la primera explosión pasan a través del combustible de fusión y, aproximadamente un nanosegundo después, detona una segunda explosión nuclear, ¡esta vez dentro del combustible de fusión!

Literalmente se necesita estar entre una explosión nuclear en expansión y una contracción para generar fusión.

La razón por la que no podemos usar esto para alimentar una planta de energía es porque no hay una instalación en la Tierra que pueda resistir explosiones nucleares repetidas y aún así poder reunir energía (Sugerencia: el hormigón armado de acero no es el mejor medio para la transferencia de calor a un generador)

En efecto, lo que hace que el poder de fusión sea tan difícil es que los investigadores tienen que proporcionar la misma cantidad de energía a unos pocos átomos de deuterio que lo harían dos bombas nucleares opuestas, excepto que tienen que hacerlo con precisión y de manera controlada, y tienen hacerlo de tal manera que obtengan más energía de la reacción resultante que la que tuvieron que usar para obtenerla. Este es un método de transferencia de energía muy, muy eficiente.

Answer 3

Porque se usa una bomba de fisión para crear el calor y la presión extremos necesarios para que ocurra la fusión. Esta es la razón por la que se llama bomba termonuclear y estas condiciones, además de ser muy destructivas, solo duran una fracción de segundo.

Answer 4

Sabemos cómo crear una reacción de fusión nuclear instantánea e incontrolada al detonar primero un dispositivo de fisión de uranio o plutonio. No sabemos cómo sostenerlo dentro de un reactor. Eso requiere calentar un plasma de deuterio y tritio a 100 millones de grados Celsius mientras lo contiene dentro de campos magnéticos, todo mientras se usa menos energía de la que produce la reacción de fusión. El progreso es constante, pero lento.

Reactor de investigación de fusión ITER en construcción en Francia

Answer 5

Una cosa es tener una reacción Fusion incontrolada en una bomba, otra cosa mucho más difícil de tener una reacción de fusión controlada … La reacción es tan extremadamente caliente y poderosa que resiste cualquier esfuerzo por controlarla y contenerla.