* Fusion más pequeño, más barato y antes de lo que casi nadie anticipa *
A algunas personas les gusta la idea de la fusión y un generador de energía abundante que produce helio no radiactivo como desecho nuclear. Lo que es menos emocionante es el hecho de que solo un tipo de fusión nuclear ha producido energía neta (más energía del experimento de fusión de la que se necesita para ejecutar el experimento de fusión). Esa forma de fusión es “fusión de fisión impura” que usa el poder de la fisión para crear las condiciones necesarias para la fusión.
Hay una verdadera razón para ser optimista sobre la fusión hoy (no solo bombo y rah-rah). Varios pequeños experimentos de fusión pura se están acercando genuinamente a lograr el “punto de equilibrio” y la ignición de fusión.
Aquí hay un enlace a un artículo en The Next Big Future Blog que hace un buen trabajo al revisar el estado actual.
Resumen de Fusión Nuclear – Perspectivas para reactores comerciales innovadores 2018-2025
Fusion tiene una ventaja real sobre la fisión hoy en cuanto al nivel actual de obstrucción regulatoria por parte de NRC.
Si bien esto puede no parecer significativo, podría marcar una diferencia real en la rapidez con que surgirá la fusión como tecnología comercial en formas que las personas querrán construir y poseer para producir energía.
Algunos de los enfoques de fusión pequeños y de bajo costo se están acercando realmente al encendido por fusión y a la generación práctica de energía [1].
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Una de las claves para la producción práctica de potencia de fusión es cumplir con las condiciones básicas requeridas para la fusión (los famosos criterios de Lawson de temperatura, presión de plasma y tiempo de confinamiento). Al menos un pequeño experimento de fusión en Lawrenceville Plasma Physics dirigido por el Dr. Eric Lerner, en este punto, técnicamente ya ha cumplido las condiciones mínimas para la fusión DT.
D + T -> 2He-4 (3.5 MeV) + neutrón (14.1 MeV)
El criterio de Lawson para el encendido por fusión y el equilibrio con la fusión DT es de aproximadamente 4 x 10 ^ 15 keV s / cm ^ 3.
Eric Lerner de Lawrenceville Plasma Physics informa en literatura revisada por pares que su experimento ha logrado 5 x 10 ^ 15 keV s / cm ^ 3
Este informe hace que las cosas suenen como que LPP ya ha logrado el objetivo de fusión largamente buscado de la energía de equilibrio, pero (como de costumbre) las cosas son más complejas que un solo número como los criterios de Lawson.
En primer lugar, las temperaturas que ha alcanzado LPP son realmente demasiado altas para la fusión DT ideal. A 150 keV, necesitarían tiempos de confinamiento más largos y / o densidades más altas de las que tienen
logrado (o hasta ahora anunciado) para alcanzar el punto de equilibrio. Entonces, si realmente estuvieran buscando producir ignición de fusión a través de la fusión DT, apuntarían a hacer su plasma un poco más frío y un poco más denso.
En teoría, LPP no debería estar tan lejos, pero no están poniendo esfuerzo en la fusión DT o DD en este momento (aunque en el pasado han realizado muchas corridas usando fusión DT y DD). DT fusion es la reacción de fusión que es más fácil de lograr, pero LPP actualmente no está interesado en ir en esa dirección.
Eso es porque LPP no está realmente interesado en la fusión tipo DT. El “problema” con la fusión DT es que mucha de la energía en DT viene en forma de neutrones de alta energía de 14.1 MeV, que tienden a hacer que los materiales del reactor sean altamente radiactivos mediante la activación de neutrones. En teoría, puede capturar esa energía de la misma manera que lo hace con un reactor nuclear convencional (es decir, usando la radiación para obtener algo como litio líquido caliente y usándolo para hervir agua o calentar sal fundida para hacer funcionar una turbina). Parte del problema con la fusión DT es el tritio, que es radiactivo a diferencia del combustible de fusión de deuterio, y LPP no quiere meterse en todos esos problemas de manejo de materiales radiactivos. El tritio también es muy costoso de comprar (alrededor de $ 30,000 por gramo según los cálculos del Laboratorio Nacional de Los Alamos).
Por lo tanto, LPP ha elegido poner sus miras un poco más alto. Planean evitar una DT más fácil y la reacción de fusión DD barata y muy sostenible a favor de la fusión aneutrónica (para mí, es una opción cuestionable y quizás desafortunada: la fusión neutrónica que produce una gran cantidad de neutrones de alto valor es valiosa y podría ser utilizado para aplicaciones como la quema de desechos nucleares, la producción de isótopos médicos y la fabricación de combustible para reactores de fisión, así como para producir electricidad a partir de la fusión).
La reacción de fusión que LPP prefiere se llama pB-11, que usa hidrógeno convencional (que se convierte en un protón desnudo, p, cuando se ioniza) y boro-11, que es más de 100 veces más difícil de encender en un tokamak (y es aproximadamente 20 veces más duro) para encender en un dispositivo de fusión por confinamiento inercial correctamente diseñado).
[1] – LPP en la Conferencia Solve for X de Google – todavía liderando el campo – LPP en la Conferencia Solve for X de Google – todavía liderando el campo