¿Por qué nadie menciona la fusión nuclear cuando habla de energía sostenible?

Aquí hay un par de razones por las cuales la mayoría de las personas no están prestando atención a la fusión:

  • No lo tenemos Nadie ha podido hacer poder neto con fusión.
  • Hemos limitado nuestras opciones. El apoyo federal a la fusión ha sido desigual. En cierto sentido, el gobierno “eligió a los ganadores” al apoyar a los tokamaks y al ICF en gran medida. Hicieron esto cuando tantas otras ideas nunca se han probado realmente. El Dr. Stephen O Dean siempre dice: “Tenemos tantas buenas ideas y tan poco dinero”

  • No lo financiamos. El presupuesto de fusión no solo es desigual, sino que también es bajo. La NASA nos da una buena comparación (ver más abajo). El apoyo a la fusión de Estados Unidos realmente alcanzó su punto máximo en los años 70 y principios de los 80, en reacción a la crisis del petróleo de los años setenta.

  • Hemos sido engañados por eso. Fusion sufre de reclamos salvajes que se remontan a la década de 1950. Primero, fue Ronald Richter reclamando el éxito con el proyecto Huemul, luego fue Bogdan Maglich con la máquina MIGMA, luego fue Pons con fusión en frío y luego fue Rusi Taleyarkhan con fusión de burbujas. En algún nivel, las personas simplemente no van a creer en la fusión hasta que puedan tocar una planta de energía de fusión real.
  • No lo entendemos. La comunidad de investigación de fusión hace un trabajo terrible al explicar sus conceptos al público en general. Escriben documentos técnicos, para comunidades técnicas; que van en revistas técnicas, que nadie lee. En el mejor de los casos, explican su trabajo a los financiadores federales en Washington. Raramente se conectan con el público. Algunas excepciones a esto es el experimento de dipolo levitante (MIT), Fuse.net (ITER), Richard Fitzpatricks (UTAustin) y el sitio de tokamak de Nick (JET).
  • Pensamos que es solo la torre de marfil . La percepción es que la fusión solo se puede hacer en laboratorios gubernamentales o universidades de la torre de marfil, con cientos de millones de dólares. Esta percepción prevalece tanto en la comunidad académica como en el público en general. De hecho, la fusión puede ser realizada por pequeños laboratorios, empresas e incluso estudiantes de secundaria .

Respetuosamente estoy en desacuerdo con Steve Hench en que la fusión “es el reino de la ciencia multimillonaria”. Aquí hay algunos ejemplos del mundo real que se enfrentan a esa afirmación:

  • El experimento dipolo levitante en el MIT. Esta máquina logró la fusión con un pequeño personal y la financiación fue de un par de millones por año. El LDX tenía varias ventajas sobre los tokamaks. Necesitaban ~ 3 millones por año para pasar a la ignición, pero su financiación se recortó en 2011 para financiar el ITER.

  • El Dynomak de la Universidad de Washington. El spheromak HIT-SI ha sido financiado por varias décadas. La financiación fue de ~ 1 millón por año para un personal menor de 10 años. En 2012, el equipo encontró una forma completamente nueva de calentar plasma mediante inducción. Esto (1) mejora la estabilidad, (2) permite calentar hasta el límite beta y (3) elimina una de las bobinas. El equipo de UWash intentó obtener apoyo federal, pero le dijeron que necesitábamos todo el dinero para ITER, así que comenzaron su propia empresa. Están buscando 30 millones durante varios años.

  • El Polywell en EMC2. En 2014, este equipo publicó un artículo en Physical Reviews X que muestra que un plasma diamagnético rechazó el campo aplicado externamente. Esto puede conducir a un nuevo tipo de trampa de plasma. El equipo está buscando actualmente ~ 30 millones en 3 años .

  • El experimento lineal de plasma en Los Alamos. El Dr. Scott Hsu y su equipo se fusionaron en un plasma de densidad media entre tokamaks e ICF. El proyecto fue financiado por ~ 5.5 millones durante varios años por ARPA-E

Podría agregar más ejemplos …


Fusion no solo queda relegado al mundo del gobierno, tampoco. De hecho, la fusión se ha trasladado al ámbito de los productos comerciales. Hoy en día, puede comprar generadores de neutrones, que pueden hacer fusión nuclear durante días de forma continua. en el punto de precio de ~ 1 millón de dólares.


En resumen: la investigación de fusión está cambiando. El cambio más visible es la falla de la Instalación Nacional de Encendido para obtener el encendido. Esto podría conducir a un cambio importante en la investigación de fusión de EE. UU. Además, hay una comunidad cada vez mayor de fusionistas aficionados que están haciendo fusión en sus garajes. Además de eso, hay dos startups de Silicon Valley (Tri Alpha Energy y General Fusion) que han recaudado 10 de millones en capital privado; y ahora han mostrado resultados reales. En conjunto, y la imagen que emerge es un campo que está experimentando cambios importantes, y sin embargo, la mayoría de las personas no están prestando la más mínima atención.

Cuando hablamos de energía sostenible, algunos mencionan la fusión nuclear, pero por lo general no lo hago, a menos que trate de aclarar que la energía nuclear es sostenible, no solo durante los próximos milenios, sino incluso por más tiempo que nuestro Sol. Eso supone que podemos mover la Tierra lo suficientemente lejos del Sol para escapar de ser envueltos en la fase gigante roja.

La razón principal por la que no menciono la fusión nuclear en el contexto de la sostenibilidad es que muchas personas tienen la idea de que podemos permitirnos esperar. No podemos permitirnos esperar más para obtener suficiente energía para sacar a la gente más pobre de la pobreza. (lo que reduce el promedio de hijos por mujer, resolviendo así el “problema” de la población). No podemos permitirnos esperar más por una fuente de energía que no produce CO2. Dicha fuente existe, pero no se ha construido tan rápido como sea necesario por ninguna de esas razones durante al menos 40 años.

Esa fuente de energía limpia es, por supuesto, la fisión nuclear. Se ha demostrado que es la más segura de todas las fuentes de energía desde el principio, con menos de 60 muertes atribuibles a la radiación de los “desastres” en las centrales nucleares civiles. Todas esas muertes fueron el resultado del derrumbe de Chernobyl y el fuego moderador de grafito. Los tontos soviéticos ni siquiera tenían una estructura de contención alrededor de su reactor mal diseñado y habían apagado todos los mecanismos de seguridad para una prueba. Puede que ni siquiera sea justo considerar el reactor de Chernobyl como una central nuclear “civil” porque fue diseñado para producir también plutonio para armas nucleares soviéticas.

El punto es que las plantas de energía de fisión nuclear pueden ser y han sido muy seguras. Chernobyl fue el peor de los casos posibles y ese fiasco ya no podía iniciarse a propósito. Entonces, vamos a construir más centrales nucleares lo más rápido posible. Tenemos un montón de ponerse al día.

Nuclear Fusion sigue siendo el reino de la ciencia multimillonaria. No es demasiado difícil lograr que la fusión ocurra en el laboratorio en eventos únicos y muy pequeños. El problema es conseguir construir un dispositivo que no solo pueda obtener fusión en un modo continuo o de disparo rápido, sino que sobreviva haciéndolo y supere el “equilibrio” de energía. Incluso si se produce energía positiva, eso no garantiza la viabilidad económica.

Nuclear Fusion no está libre de radiactividad. El proceso de fusión DT crea neutrones de 14 MeV de muy alta energía, que son altamente destructivos para los materiales circundantes y también inducen radiactividad cuando se absorben en otros núcleos. Los desechos radiactivos son considerablemente menores que los de los sistemas basados ​​en fisión, y gran parte de ellos tienen una vida relativamente corta, pero de todos modos deben tratarse.

Los problemas encontrados en los niveles muy altos de energía y presión en cada tipo de dispositivo de fusión que se intenta tienen mucho que ver con la formación de inestabilidades y la fuga de energía del objetivo previsto antes de que pueda tener lugar una fusión suficiente. Esto sucede si empleamos campos magnéticos (Tokamak), rayos X (Z-pinch) o confinamiento con láser (impacto directo o Holrahm).

Mientras tanto, los sistemas “sostenibles”, especialmente los que llamamos dispositivos de energía “localmente sostenibles” están ingresando al mercado, que literalmente pueden ser mantenidos por componentes improvisados ​​de cualquier ferretería. En ese sentido, la sostenibilidad es relativa.

Por su falta de conocimientos técnicos. Pero experimentalmente ya ha comenzado. La esperanza en el futuro cercano de los científicos superará sus barreras y la energía será abundante.

Aquí hay un enlace

http://blogs.discovermagazine.co

No sé quien es nadie. Me parece que cada vez que se menciona la suficiencia energética a largo plazo, la fusión se eleva. Sé que lo he estado mencionando en las respuestas aquí durante bastante tiempo (puedes buscarlo).

Los problemas son que no es una tecnología entregable, y la financiación de la investigación es insignificante, tanto para los megaproyectos problemáticos y costosos como para las alternativas extremadamente poco invertidas.

En realidad ha sido mencionado y discutido durante décadas. Pero se hicieron pocos progresos porque se trata de temperaturas y presiones, y fenómenos que aún no tenemos buenas herramientas para manejar. Es malditamente difícil. Déle otros 20 años y será la corriente principal. kjk