En Fusion, juzgamos el éxito por varios medidores.
Ratio de potencia . ¿Cuánta energía sacamos frente a la cantidad que ponemos?
- El récord oficial es una Q de 0.16. Esto fue establecido por el Joint European Torus en 1997. Esa máquina es un tokamak. El equipo hizo 16 megavatios de potencia de fusión utilizando 100 megavatios de energía. Nota: JET NO tenía ningún mecanismo de captura de energía.
Tiempo de ejecución . ¿Cuánto tiempo podemos mantener la fusión?
- El récord de un tokamak es de más de 29 horas, establecido por la startup Tokamak Energy en julio de 2015. Esto fue en un tokamak “frío”. El récord anterior fue de 5 horas, establecido por una de las máquinas TST en Japón. En grandes máquinas calientes, la norma es decenas de segundos. La máquina EAST hizo 102 segundos a 90 millones de kelvin y eso se consideró un gran problema.
- Los fusores pueden fusionarse durante semanas continuamente.
- El récord para el FRC es de 300 milisegundos [3]. Esto fue establecido por el Grupo del Dr. Sam Cohens en Princeton, en agosto de 2016. Podrían funcionar más tiempo si pudieran obtener financiación. En máquinas grandes y calientes, el récord es de 11 milisegundos [4]. Lo mantuvo la máquina C2U en la startup Tri Alpha Energy. Aunque TAE probablemente esté batiendo su propio récord en este momento; Actualmente están poniendo en marcha una máquina nueva y mejorada.
Costo ¿Cuánto cuesta su máquina de fusión?
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- La Instalación Nacional de Encendido costó 3.800 millones de dólares y tardó 12 años en construirse.
- Los fusores se pueden construir por 2 a 5 mil dólares. Una gran máquina podría tener 100.000 invertidos en ella.
- Se han invertido menos de 100 millones en todos los Polywells desde que la idea se sugirió por primera vez en 1987.
- No sabemos cuánto costará ITER (los países no tienen legalmente que decirnos cuánto gastan). Están filmando para una fecha de apertura de 2025. Las estimaciones sobre el costo varían; He leído 16, 21 e incluso 50 mil millones de dólares.
Captura. ¿Qué tan bien sostienes el plasma? A continuación se enumeran en orden de calidad de trampa.
- El equipo Lockheed Martin Compact Fusion Reactor está apostando por un efecto de atrapamiento diamagnético (de lo contrario, su máquina no funcionará como se prometió). Teóricamente, esto debería ser una beta de 1.00. Los equipos de Polywell están buscando un rendimiento similar. Pero este tipo de trampa no está probada , así que quién sabe si funcionará.
- En Mirrors, el récord es probablemente 0.60 y fue establecido por la trampa dinámica de gas en Rusia [1]. Pero, esta carrera se estableció a una potencia relativamente baja.
- El equipo dipolo levitante publicó una Beta de 0.26 [5]. Pero esto fue solo por unos pocos segundos a una potencia relativamente menor
- La startup CT Fusion de Dynomak, de la Universidad de Washington, predice que pueden alcanzar la mejor beta (~ 0.20) para su clase de enfoques de fusión. En comparación con el tokamak, el dynomak también podría ser más pequeño y requerir menos ingeniería [2].
- Irónicamente, los tokamaks generalmente tienen una beta terrible (como <0.1 para su máquina promedio). Esto significa que son muy ineficientes, sangran energía, mientras tratan desesperadamente de contenerla.
¿Cuántos conceptos de fusión hay por ahí? El año pasado reuní una lista incompleta de conceptos de fusión [Citas].
¿Fallarán algunas de estas ideas? Seguro. ¿Realmente los hemos probado? Realmente no. Necesitamos financiar esta investigación si queremos hacer realidad la fusión.
Fuentes:
- “Thee Game Changing Discoveries: A Simpler Fusion Concept?” por Thomas C Simonen, Diario de Fusion Energy, 2016
- “Entrevista con Derek Sutherland en el Dynomak”, podcast de The Fusion, mayo de 2016
- Cohen, Sam y B. Berlinger. “Operación de pulso largo del dispositivo PFRC-2”. El Joint Torus compacto entre Estados Unidos y Japón. Wisconsin, Madison. 22 de agosto de 2016. Conferencia.
- “Introducción de conceptos de fusión alternativos: Tri Alpha Energy” EUROFusion, 27 de junio de 2016 Presentación de conceptos de fusión alternativos: Tri Alpha Energy | EUROfusion
- “Mejoramiento del encierro durante la levitación magnética en LDX”, 50ª Reunión Anual del APS DDP, 18 de noviembre de 2008 M Manuel
¡Espero que ayude! Escribo en un blog sobre fusión (casi 8 años). Este año, estoy desarrollando un podcast de fusión usando entrevistas con investigadores de fusión.