Extra ! Extra ! Mas noticias con algunos detallitos.
A esto lo traduje de la pagina de la universidad de Princenton:
Perdon por la falta de acentos
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Fisicos del Laboratorio de Fisica de Plasma de Princenton (PPPL en ingles), dependiente del Departamento de Energia, han descubierto una posible solucion a un misterio que durante largo tiempo ha desorientado los investigadores que trabajan intentando dominar la fusion. Si lo confirman las pruebas, el hallazgo podria ayudar a los cientificos a eliminar el mayor impedimento para el desarrollo de la fusion como fuente de energia abundante y limpia para generar electricidad.

Haciendo un analisis teorico detallado, los cientificos del PPPL se centraron en las minusculas pequeña “islas”, semejantes a burbujas, que aparecen en el plasma durante los experimentos. Estas minusculas burbujas acumulan impurezas que enfrian el plasma, lo cual es mortal para alcanzar la fusion. Estas “islas”, reportan los cientificos en el numero del 20 de abril del Physical Review Letters, son la raiz del viejo problema conocido como el “limite de densidad” que pueden impedir que los reactores de fusion operen con la maxima eficacia.

La fusion ocurre cuando el plasma se calienta y densifica lo suficiente como para que los núcleos atomicos libres se combinen formando atomos mas pesados (por ejemplo, helio a partir de hidrogeno), liberando gran cantidad de energia. Sin embargo, hasta ahora, eso no llega a ocurrir en los reactores, por falta de densidad.

“El gran misterio es porque agregando mas energia calorica al plasma no se alcanza mayor densidad”, dice David Gates, uno de los principales fisicos investigadores del PPPL y coautor de la solucion propuesta con Luis Delgado-Aparicio, un asociado postdoctoral del PPPL y cientifico visitante del Centro de Ciencias del Plasma del MIT. “Esto es critico porque la densidad es el parametro clave para alcanzar la fusion y la gente ha sido confundida por esto por mas de treinta años.´´

Los cientificos armaron su teoria en lo que Gates llamo “un momento Aja! de diez minutos” (un momento Aja! es un momento de inspiración). Trabajando sobre ecuaciones en el pizarron de Gates, los cientificos se centraron sobre las mencionadas “islas” y sus impurezas, que drenan energia fuera del sistema. Las impurezas proceden de particulas que el plasma arranca de las paredes del tokamak

Aca vemos el interior de un tokamak (de Wikipedia):


“Cuando se alcanza este magico limite de densidad, las islas (o burbujas de impurezas) crecen y se combinan y el plasma finaliza, porque se enfria.´´ dice Delgado-Aparicio.
Las “islas” infligen doble daño al proceso, dicen los cientificos. Ademas de enfriar el plama, actuan como un escudo bloqueando el calor adicional inyectado desde afuera. El balance se pierde cuando escapa mas energia de las islas de la que los investigadores pueden ingresar al plasma a travez de un proceso llamado calentamiento ohmico (el mismo proceso que calienta un tostador cuando la electricidad le pasa a traves). Cuando las islas se hacen lo suficientemente grandes, la corriente electrica que ayuda a calentar y confinar el plasma, colapsa. Nota: el plasma es conductor electrico.

Gates y Delgado-Aparicio ahora esperan testear su teoria con experimentos sobre un tokamak llamado Alcator C-Mod en el MIT, y sobre el tokamak DIII-D de General Atomics en San Diego. Entre otras cosas, intentaran ver si inyectando energia directamente en las islas se logra alcanzar los altos niveles de densidad necesarios.
Si esto funciona, podria facilitar a los futuros tokamaks alcanzar la densidad extrema y los 100 millones de grados que requiere la fusion.

La teoria de estos cientificos significa una diferente aproximación al tema del limite de densidad, que tambien es conocido como el “limite Greenwald”, en honor al fisico Martin Greenwald del MIT, quien compuso una ecuación que lo describe. Greenwald tiene otra explicación potencial del origen del limite. El piensa que puede ocurrir cuando la turbulencia crea fluctuaciones que enfrian la frontera del plasma, a la vez que comprime demasiado zonas demasiado pequeñas en el núcleo del mismo, provocando que la corriente se vuelva inestable y se corte. “Hay bastantes evidencias de que esto es lo que ocurre”, dice Greenwald. Sin embargo, agrega: “no tenemos una explicación completa y deberiamos estar siempre abiertos a nuevas ideas”.

Gates y Delgado-Aparicio armaron su modelo teorico a partir de una variedad de pistas que se vienen acumulando desde recientes decadas. Gates oyo hablar por primera vez del limite de densidad trabajando como asociado postdoctoral en el Centro Culham para la Energia de Fusion en Abingdon, Inglaterra, en 1993. El limite fue previamente descrito por Jan Hugill (cientifico del Culham) que lo describio en detalle para Gates.

Separadamente, documentos sobre islas de plasma comenzaron a aparecer en los circulos cientificos. El fisico frances Paul-Henri Rebut describio las islas gobernadas por radiación en un documento de una conferencia a mediados de los 80, pero no en una publicación cientifica. El fisico aleman Wolfgang Suttrop especulo una decada después que las islas estarian asociadas con el limite de densidad. “El documento que escribio fue el disparador de nuestra idea, pero el no relaciono directamente las islas con el limite Greenwald”, dice Gates, quien habia trabajado con Suttrop en un experimento de tokamak en el Instituto Max Planck para la Fisica del Plasma en Garching, Alemania, en 1996, antes de unirse al PPPL al año siguiente.

A principios de 2011, el tema de las islas de plasma habia retrocedido en la mente de Gates. Pero una conversación de Delgado-Aparicio sobre la posibilidad de que tales islas brotaran en el plasma del tokamak Alcator C-Mod reavivo su interes. Delgado-Aparicio hablo del fenómeno de “estructura de sacacorchos” llamado snakes (serpientes) que habia sido primeramente observado por fisicos del PPPL en los 80 e inicialmente reportados por el fisico aleman Arthur Weller. Nota: Snakes es otro mote para las islas o burbujas de impurezas cuando se aglomeran en estructuras mayores.

Intrigado por la conversación, Gates urgio a Delgado-Aparicio a leer los documentos sobre islas escritos por Rebut y Suttrop. Un e-mail de Delgado-Aparicio aterrizo en la bandeja de entranta de Gates ocho meses después. En el habia un paper que describia el comportamiento de las “serpientes” de modo que coincidian bonitamente con los datos del tokamak C-Mod. “Yo dije, ‘¡guau! ¡Ha hecho un gran progreso!´ ”, recuerda Gates. “Le dije: ‘Deberias bajar y hablar conmigo de esto’ ”.

Lo que mas exito a Gates fue una ecuación que predecia el crecimiento de las islas a partir de una formula que el fisico Paul Harding Rutherford habia compuesto en los 80. “Yo pense, ‘Si Wolfgang (Suttrop) estaba en lo cierto sobre las islas, esta ecuación deberia explicarnos el limite Greenwald’”, dice Gates. “De modo que apenas Luis llego lo empuje a mi oficina”.

Entonces ocurrio algo curioso. “Comprendimos que no necesitabamos la ecuación entera”, dice Gates, “fue mucho mas simple que eso”. Concentrandose unicamente en la densidad de electrones en el plasma y el calor radiado desde las islas, los investigadores idearon una formula para describir la situacion cuando la perdida de calor sobrepasara la densidad de electrones. Esto a su vez determino un posible mecanismo detrás del limite Greenwald.

Delgado-Aparicio se enfrasco tanto en las nuevas ideas que se perdio en varias encrucijadas mientras conducia de vuelta a Cambridge, Massachussets, aquella noche. “Es desconcertante intentar exlicar la Madre Naturaleza”, dijo. “Cuando usted comprende una teoria, puede intentar hallar una manera de golpearla. Con esto quiero decir encontrar la manera de trabajar con densidades por encima del límite.”

La conquista del limite podria proveer mejoras escenciales a los futuros tokamaks que deberian producir reacciones de fusion auto-sustentadas, para generar potencia electrica. Tales maquinas incluyen sucesores propuestos al ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), un reactor experimental de fusion al sur de Francia, financiado con 20.000 millones de dolares por la Union Europea, USA y otros cinco paises.

¿Por qué los cientificos no juntaron antes las piezas del rompecabezas del limite de densidad? La respuesta, dice Gates, yace en como las ideas se filtran a traves de la comunidad cientifica. “La idea de islas controladas por radiación nunca tuvo prensa”, explica. “La gente pensaba en ella como una curiosidad. El modo en que nosotros diseminamos informacion es a traves de publicaciones, y esta idea tuvo un debil empujon inicial”.

El PPPL, en Plainsboro, Nueva Jersey, esta dedicado a crear nuevo conocimiento sobre la fisica del plama (gases ultra-calientes cargados eléctricamente) y el desarrollo de soluciones practicas para la creación de energia por fusion. A traves del proceso de fusion, que esta ocurriendo constantemente en el Sol y las demas estrellas, la energia es producida cuando los núcleos de dos atomos livianos, como hidrogeno, se combinan en plasma a muy altas temperaturas. Cuando esto ocurre, una racha de energia es liberada, la que puede ser utilizada para producir electricidad.

El PPPL esta administrado por la Universidad de Princenton por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energia.


Fuente: www.princeton.edu/main/news/archive/S33/52/10O57/index.xml?section=topstories

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Las grandes petroleras estan detras de la financiacion de estos experimentos. Si bien no se viene el fin del petroleo o el gas, como se creia treinta años atras (ya que continuamente se hallan nuevos yacimientos), la energia de fusion seria mucho mas barata y limpia si se lograra que un reactor se autosustentara, es decir, que entregara mas energia que la introducida para hacerlo funcionar.

Si esto se logra habra varias consecuencias politicas y sociales importantes. En primer lugar, la economia crecera mas, porque el costo de la energia se volveria risible. Por otro lado, muchos conflictos mundiales desaparecerian. Muchas dictaduras basadas en petroleo se vendrian abajo.

Ecologicamente, habria menos contaminacion atmosferica, en cincuenta años los cielos se volverian limpidos en todos lados, y seguramente contribuiria a bajar el efecto invernadero. Sin embargo, la contaminacion por otros derivados del petroleo, como materiales sinteticos, no seria afectada y es posible que aumente por aumento del consumo.

Y lo que mas me interesa a mi, y si se pudiera achicar al maximo el tamaño de esos generadores, podrian hacerse naves espaciales interestelares que llegaran en pocos años a las extrellas proximas.

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Disculpas por mi ignorancia, pero que material usan para contener el plasma? Para que se banque 100 millones de grados.

spoiler escribió:
Disculpas por mi ignorancia, pero que material usan para contener el plasma? Para que se banque 100 millones de grados.

Para que no se quemen las paredes del reactor, Se contiene las particulas ionizandas del plasma por medio de campos electromagneticos y asi evita tocar las mismas.

Moreste87 escribió:
spoiler escribió:
Disculpas por mi ignorancia, pero que material usan para contener el plasma? Para que se banque 100 millones de grados.

Para que no se quemen las paredes del reactor, Se contiene las particulas ionizandas del plasma por medio de campos electromagneticos y asi evita tocar las mismas.

Si, es lo mas lógico. No obstante en la nota dice ´´Las impurezas proceden de particulas que el plasma arranca de las paredes del tokamak´´. El plasma en sí es eléctricamente neutro por lo que no comprendo como puede arrancar partículas de otra forma que no sea por contacto.

spoiler escribió:
Disculpas por mi ignorancia, pero que material usan para contener el plasma? Para que se banque 100 millones de grados.
Los tokamaks tienen forma de rosca, y utilizan fuertes campos magneticos para confinar el plasma, que es gas cargado y supercalentado. Las paredes de metal tienen dos funciones: 1)impedir que el gas escape al comenzar el funcionamiento, 2)dar soporte a los electroimanes en cada seccion de la rosca.

spoiler escribió:
Moreste87 escribió:
spoiler escribió:
Disculpas por mi ignorancia, pero que material usan para contener el plasma? Para que se banque 100 millones de grados.

Para que no se quemen las paredes del reactor, Se contiene las particulas ionizandas del plasma por medio de campos electromagneticos y asi evita tocar las mismas.

Si, es lo mas lógico. No obstante en la nota dice ´´Las impurezas proceden de particulas que el plasma arranca de las paredes del tokamak´´. El plasma en sí es eléctricamente neutro por lo que no comprendo como puede arrancar partículas de otra forma que no sea por contacto.
Es neutro considerado en conjunto. A la vez, el plasma es conductor electrico debido a los electrones libres.
Debido a la gran energia que contiene, algunas particulas (electrones (-) o protones (+) que ofician de nucleo en el hidrogeno) se escapan (a pesar de los campos). Una vez escapadas chocan contra la pared metalica y arrancan otras particulas de alli, que entran en el torbellino de plasma. Obviamente, por contacto.

la primera plata nuclear (experimental) de fusion es la que se esta haciendo en francia. Esa se supone que ayudara a tener la fusion mas o menos controlada. hay otra que se prevee comience a funcionar en austria creo para 2025. Se cree que para 2050 ya deberia estar completamente controlada la fusion nuclear. Pero la diferencia con la fision es que no tiene absolutamente nada que ver una planta de fusion con una de fision.

Tienen que reinventar toda la planta completamente.

autos voladores, viaje tripulado a marte, fusion nuclear rentable, son tecnologias que desde hace 40 años estamos a 20 años de conseguirlas.

RadekZelenka escribió:
autos voladores, viaje tripulado a marte, fusion nuclear rentable, son tecnologias que desde hace 40 años estamos a 20 años de conseguirlas.
Decimelo a mi, que hace 40 años que me estoy frustrando con esas lentitudes. Me voy a morir sin ver la llegada del Hombre a Marte. Estimo que me quedan treinta años de vida ( que pensamiento tetrico, no?), y espero que me alcancen.

El viaje tripulado a Marte es una cosa seria. Si bien la tecnologia fundamental existe hace justamente cuarenta años, hay mas dificultades tecnicas si se pretende un viaje sin riesgo. Otras dificultades son economicas. Por esto ultimo es que sera un mision multinacional, aunque es posible que los chinos lo hagan solos.

Sobre el tema de la fusion, creo que lo resolveran pronto, en menos de diez años. Este descubrimiento de David Gates y Luis Delgado-Aparicio parece muy importante.

Sobre los autos voladores me parece que es una pretension mas bien tonta: ni mas ni menos que lograr un avion o helicoptero varias veces mas pequeño y eficiente que los actuales pero con la tecnologia de hoy. El poder de los combustibles fosiles no es lo suficientemente elevado para lograr la proeza de mantener varias horas en el aire un aparato de 1000 kilos (como un automovil), totalmente carente de aerodinamica, como si fuera un helicoptero, y encima con un nivel de seguridad propio de un artefacto domestico.