La NASA ha encontrado otra forma de fusión nuclear

Para las próximas misiones espaciales, la NASA producirá energía a partir de la fusión nuclear de confinamiento reticular

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Para las próximas misiones espaciales, la NASA producirá energía a partir de la fusión nuclear de confinamiento reticular. Los científicos publicaron el importante descubrimiento científico en abril pasado y luego anunciaron cómo podría ser la clave para la exploración del espacio profundo.

Para el espacio se necesita energía, mucha y al menor coste posible, y esto es cada vez más cierto cuanto más ambiciosas son las misiones. También es importante, por supuesto, que el método para producirlo sea seguro y poco contaminante.

La fusión nuclear, que se produce cuando dos núcleos atómicos se unen para formar otro, es un gran candidato porque libera enormes cantidades de energía, no desencadena reacciones en cadena ni genera residuos radiactivos persistentes en el medio ambiente.

Gran parte de la investigación a lo largo de los años ha centrado la atención en este proceso que, sin embargo, hasta ahora, siempre ha requerido una gran cantidad de energía para activarse, lo que hace que la ganancia de salida sea irrisoria, si no nula.

Ahora la NASA confirma uno posibilidad de bajo costo, o "forzando" a los núcleos a fusionarse explotando los llamados "confinamiento reticular". En particular, se utiliza como combustible el deuterio, un tipo de hidrógeno no radiactivo (técnicamente 'isótopo') ampliamente disponible, compuesto por un protón, un neutrón y un electrón, confinado en el espacio entre los átomos de un sólido metálico, típicamente estructurado a nivel molecular en formas geométricas precisas (lattice).

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Esta parece ser una solución mucho mejor que las anteriores, incluido el confinamiento inercial, en el que el combustible se comprime a niveles extremadamente altos pero solo durante un breve período de tiempo de nanosegundos, cuando puede ocurrir la fusión, y el confinamiento magnético, donde el combustible se calentado en un plasma a temperaturas mucho más altas que las del centro del Sol.

El confinamiento reticular tiene la enorme ventaja de permitir la fusión a partir de temperatura ambiente: mientras la red (por ejemplo del elemento químico erbio) está cargada de deuterio, se crea una condición por la cual los átomos individuales alcanzan energías suficientes para desencadenar la fusión sin tener que elevar la temperatura al principio, lo que implicaría un gasto inicial y por lo tanto, reduciría la ganancia.

Il mecanismo se ilustra en la imagen e implica algunos pasos básicos:

©Centro de Investigación Glenn de la NASA

1. La red metálica está cargada de deuterio.
2. Un haz de rayos X altamente energético induce la disociación de algunos átomos de deuterio, generando protones y neutrones en loco
3. Los neutrones producidos "aceleran" el acercamiento del deuterio restante, empujándolos a la fusión (todo ello favorecido por los muchos electrones "alrededor" que protegen las cargas positivas, los protones, generados por el proceso)

Entonces pueden ocurrir otras reacciones, como la formación de un núcleo de tulio a partir de uno de erbio que ha "capturado" un protón derivado de la disociación de un deuterio, o la formación de un isótopo diferente de erbio si captura un neutrón en lugar de un protón.

Todo esto, sin embargo, no implica los peligros de la fisión nuclear donde un núcleo es literalmente bombardeado con neutrones que provocan su destrucción con la producción de energía. En la fusión, los neutrones aceleran la fusión de los núcleos, no su división.

Es una investigación relativamente básica, pero sigue siendo un gran avance para la ciencia.

"Los hallazgos actuales abren una nueva vía para iniciar más estudios sobre fusión nuclear dentro de la comunidad científica - comenta Bruce Steinetz, quien dirigió el estudio - Sin embargo, las velocidades de reacción deben aumentarse sustancialmente para alcanzar niveles de potencia apreciables. , lo que podría lograrse utilizando varios métodos de "multiplicación ”de las reacciones bajo examen.

Según la NASA, las aplicaciones futuras podrían incluir sistemas de energía para misiones de exploración espacial de larga duración o para la propulsión en el espacio. Pero este método también podría usarse en la Tierra para producir electricidad de forma ecológica o para la medicina nuclear, que utiliza isótopos rastreables en imágenes de diagnóstico.

La investigación fue objeto de dos artículos publicados en Physical Review C.

Fuentes de referencia: Nasa / Nasa / Youtube / Revisión física C 044609 / Revisión física C 044610

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