Las plantas de energía de fusión comercial pueden ser más baratas y más fáciles de construir gracias a un avance de las tecnologías de TAE que permite que los reactores generen sus propios campos de contención sin la necesidad de bobinas magnéticas masivas y otros sistemas.
El poder práctico de la fusión se ha promocionado como solo 25 años en el futuro desde 1945, pero hay algunos puntos brillantes en el horizonte que sugieren que podría pasar tan pronto como la próxima década.
Parte del problema ha sido que el reactor de Tokamak, el diseño de primera carrera para una planta de energía de fusión, se ha vuelto un poco como esa extensión doméstica que se salió de control y absorbió mucho más tiempo y dinero de lo que originalmente presupuestó hasta que desearía nunca haberlo comenzado en primer lugar.
Primero concebido por Igor Tamm y Andrei Sakharov en la década de 1950, los tokamaks usan un campo magnético toroidal para contener el plasma de hidrógeno para ayudar a mantenerlo a la presión y la temperatura del sol necesarios para encender la fusión. El problema es que durante décadas de diseños de tokamak de desarrollo se han vuelto gigantescos, con enormes y complicadas bobinas magnéticas superconductoras para generar los campos de contención junto con sistemas de calefacción electromagnéticos igualmente complejos y enormes.
El resultado es que el tokamak más grande pesa 23,000 toneladas y todavía está muy lejos de ser práctico.
Utilizando un tipo diferente de reacción de fusión combinada con un nuevo diseño de reactor, TAE dice que se le ocurre una forma más simple y eficiente de construir un reactor comercial en comparación con un tokamak. Hace esto al descargar el campo toroidal a favor de uno lineal que se basa en lo que se llama el principio de configuración con inversión de campo (FRC).
Tecnologías TAE
Esencialmente, FRC elimina las bobinas magnéticas masivas al hacer que el plasma produzca su propio campo de contención magnética. Después de acelerar los iones de hidrógeno de alta energía y luego darles una carga eléctricamente neutral, se inyectan como una viga en el plasma. Al colisionar con el plasma, las partículas de haz se vuelven a ionizar, mientras que la energía de colisión calienta el plasma.
La parte inteligente es que esto establece corrientes toroidales en el plasma. A medida que estos se intensifican, el campo magnético utilizado inicialmente para contener los invertidos de plasma y el plasma comienza a generar su propio campo de contención. Este campo se puede configurar en tiempo real para la estabilidad y ajustar la presión según sea necesario.
Según TAE, un reactor FRC puede producir hasta 100 veces más potencia de salida de fusión que un tokamak basado en la misma resistencia al campo magnético y volumen de plasma. Esto permite un diseño de reactor lineal sorprendentemente simple que es más barato de construir y operar. Utilizando un nuevo sistema de inyección de haz neutral, la compañía dice que ha podido mejorar en un reactor experimental previo, reduciendo el tamaño y la complejidad de la máquina mientras reduce los costos en un 50%.
Tecnologías TAE
Además, FRC permite que un reactor se ejecute en la fusión aneutrónica de Proton-Boron. Es decir, una reacción de fusión que fusiona un núcleo de hidrógeno y un átomo de boro-11 en lugar de dos átomos de los isótopos de deuterio y tritio de hidrógeno. Se llama aneutrónico Porque en lugar de producir un neutrón, la reacción P+¹B → 3α+8.7MEV produce tres partículas alfa (núcleos de helio-4) más mucha energía.
Esto es atractivo porque cuanto menos neutrones se hace menos daño al reactor, la energía que se libera como partículas cargadas es más fácil de aprovechar, se requiere menos escudo y Boron-11 es relativamente abundante y no es radiactivo.
El nuevo reactor se llama norma porque es significativamente más corto que Norman, su predecesor. Esto se debe a que el nuevo sistema FRC permitió a los ingenieros volcar los largos tubos de cuarzo en cada extremo de la cámara que se usaron para la creación de plasma a través de colisiones supersónicas durante la inyección de plasma.
Los datos de la norma se utilizarán para informar la construcción del próximo reactor, Copérnico, que conducirá a Da Vinci (no importa que Vinci fuera de donde era Leonardo, no su nombre, sino que está), el prototipo comercial de Tae que se espera ingrese al servicio en la próxima década.
«Con Norm, hemos dominado las complejidades restantes de la FRC, y a través de su exitosa operación, TAE ha disminuido materialmente a Copérnico», dijo el CEO de TAE, Michl Binderbauer. «El logro solo de NBI es un punto de inflexión para la I + D de fusión de TAE, trazando una ruta para dispositivos simplificados que aborde directamente las métricas comercialmente críticas de costo, eficiencia y confiabilidad. Este hito acelera significativamente el camino de TAE hacia la fusión comercial de hidrógeno que entregará una fuente de energía segura, limpia y virtualmente sin límites para las generaciones que vendrán».
La investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.
Fuente: Tecnologías TAE
