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Martes, 29 mayo 2012
Física

Un gran obstáculo técnico para la creación de reactores de fusión nuclear puede ser superado

Una investigación reciente parece haber aclarado un misterio que durante mucho tiempo ha entorpecido el avance de los físicos especializados en fusión nuclear. Si la explicación a ese misterio es confirmada por experimentos, el hallazgo podría ayudar a los científicos a eliminar un gran impedimento para el desarrollo de la fusión nuclear como una fuente abundante y razonablemente limpia para producir energía eléctrica.

Un análisis en profundidad hecho por científicos del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos, se centró en unas diminutas "islas", parecidas a burbujas, que aparecen en los gases calientes y eléctricamente cargados (plasmas) durante experimentos de fusión nuclear. Estas islas diminutas acumulan impurezas que enfrían el plasma. Y son estas islas las que están en la raíz de un problema arrastrado desde mucho tiempo atrás y conocido como "límite de densidad", el cual puede impedir a los reactores de fusión operar con la máxima eficiencia.

La fusión nuclear se produce cuando el plasma se vuelve lo bastante denso y caliente para que los núcleos atómicos contenidos dentro del gas se combinen y liberen energía. Pero cuando los plasmas en los reactores experimentales de fusión del tipo tokamak alcanzan ese misterioso límite de densidad pueden descontrolarse y desbaratar el funcionamiento deseado del reactor. En los reactores del tipo tokamak se usan poderosos campos magnéticos para retener el plasma caliente dentro de una cámara en forma toroidal. El término tokamak proviene del nombre ruso del primer reactor de esta clase, desarrollado en Rusia en la década de 1960.

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El equipo de los físicos David A. Gates y Luís Delgado Aparicio ha desarrollado una teoría que representa un enfoque innovador al problema del límite de densidad conocido también como el "Límite de Greenwald" en honor al físico del MIT Martin Greenwald, quien estableció una ecuación que lo describe.

Concentrándose sólo en la densidad de los electrones en un plasma y el calor irradiado desde las islas, los investigadores lograron dar con una fórmula sobre cuándo la pérdida de calor supera a la densidad de electrones. Esto apuntó a un posible mecanismo subyacente en el Límite de Greenwald, y ello a su vez señala una vía para trabajar con densidades superiores a las permitidas por ese Límite.

Conseguir superar ese Límite podría traducirse en mejoras cruciales para los reactores del tipo tokamak.


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