¿A qué distancia estamos de construir nuestro primer reactor de fusión?

Answer 1

Podemos obtener fusión . Simplemente no podemos obtener energía neta, todavía. Esa es más energía hacia afuera que hacia adentro. La potencia neta sería el primer vuelo de fusión de los “Wright Brothers”.

Podemos hacer fusión. En algunos casos , extremadamente barato y por no especialistas. Los estudiantes de secundaria, incluso pueden fusionar el átomo en sus garajes por varios miles de dólares; Aquí hay un joven fusionero en Letterman.

Tenemos muchos enfoques de fusión diferentes. Aquí hay una tabla de diferentes enfoques (gris) y máquinas (azul oscuro).

Para obtener potencia neta , necesitamos superar el equilibrio energético; aquí está (para una máquina de fusión basada en plasma):

La gente convirtió esto en los Criterios de Lawson, pero me resulta más fácil explicarlo siguiendo esta ecuación.

• Fusión : Hasta ahora, la investigación se ha centrado en aumentar la velocidad de fusión. Esto lleva a máquinas gigantes y caras. Estos están lejos de la potencia neta. El objetivo es hacer que los átomos se junten. Si esto sucede, pueden fusionarse. Parte de la masa se pierde, se convierte en energía a través de e = mc2. Esto genera más energía que cualquier otra cosa conocida por la humanidad.
• Conducción : la conducción es la pérdida de masa. La masa toca superficies y pierde. La energía se va con esta masa. Puede dirigir plasma con campos magnéticos y eléctricos; incluso puede obtener plasma para hacer campos con autocontención. Entonces hay opciones aquí.
• Radiación : la radiación es la pérdida de energía como luz. Mucha energía deja la nube de plasma como luz. Esto incluye visible, rayos X, infrarrojo y ultravioleta. Puede haber formas de “ajustar” el plasma o los campos para reducir estas pérdidas.
• Eficiencia : la eficiencia es qué tan bien capturamos la energía. Este puede ser el concepto más inexplorado en fusión. Eficiencia significa reducir la cantidad de energía para hacer funcionar la máquina o aumentar la cantidad de energía que sacamos.

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Creo que podríamos acelerar la investigación de fusión si cambiamos el panorama de financiación. Deberíamos cambiar los fondos para apoyar muchos conceptos nuevos más pequeños, en lugar de invertir dinero en proyectos grandes (como ITER). Aquí hay algunas pequeñas empresas y grupos que me gustan.

General Fusion Inc. En Vancouver

Tri Alpha Energy en LA:

Empresa de conversación de Energy Matter en San Diego

Lockheed Martin en LA:

En pocas palabras: nadie sabe cuánto tiempo llevará. Pero algunos de los retrasos no son necesariamente técnicos.

Answer 2

Aquí hay un reactor de fusión que actualmente lidera el progreso hacia un verdadero reactor de fusión:

(7-x Stellarator)

Este diseño ha sido capaz de mantener una temperatura de más de 100 millones de grados, pero por una fracción de segundo. Si bien esto parece corto, en realidad es bastante sustancial. Nos demostró que podemos producir un estado de la materia tan caliente, mientras lo contiene durante un período de tiempo sin que algo salga mal (me refiero a la acumulación de temperatura con el tiempo). Los diseñadores del 7-x se complacen en anunciar que creen que es posible crear un reactor nuclear en pleno funcionamiento para 2025 a 2030. Espero que esa respuesta haya ayudado.

Answer 3

Esperemos muy pronto. Significará que finalmente tenemos una mezcla completa de fuentes de energía limpia que cumplen con todos los requisitos de una red estable. La energía solar y eólica están limpias y tienen excelentes tiempos de reacción, pero no son estables y predecibles. Agregar fusión a la mezcla significa una planta de energía súper estable (aunque lenta para reaccionar) que también es limpia y abundante y no tiene el mal nombre de fisión nuclear, prácticamente sin riesgo de fusión, ya que la fusión no es una cadena autosuficiente reacción.

Sería, difícil, una cuestión de inversión / costo operativo y eliminación de residuos. Y también debemos ser capaces de desplegar centrales eléctricas de fusión no tan grandes porque las redes existentes deberían poder tomar y distribuir la carga sin demasiada resistencia (me imagino que la primera planta de fusión comercialmente factible podría resultar ser enormemente potente: realmente no necesitamos eso, y seguramente no encajará en la arquitectura de cuadrícula de su tiempo).