A primera vista, los problemas parecen técnicos. La lógica sigue que si pudiéramos construir un reactor de fusión, lo haríamos, ¿ verdad ? Pero luego profundiza un poco y se da cuenta de que para la mayoría de los problemas técnicos, ya se ha sugerido una solución. Algunas soluciones son solo ideas, otras han sido probadas en el laboratorio y algunas incluso han mostrado una gran promesa científica. Pero, muchas de estas ideas han sido eliminadas debido a la falta de fondos para la investigación.
Quiero decir, la primera reacción de fusión controlada fue en 1958, en Los Alamos National Labs. Eso fue hace 59 años. Entonces, durante 6 décadas, Se han propuesto muchos conceptos, tecnologías e innovaciones de fusión. Lo que la fusión realmente necesita ahora es alguien para revisar y organizar, organizar, reordenar, explicar y conectar todos estos viejos conceptos.
- Primer punto: la fusión ya no se limita a los grandes laboratorios de la torre de marfil .
Hoy, la persona más joven en hacer fusión es Jamie Edwards. Fusionó el átomo a los 13. Esto fue en su escuela secundaria, en Lancashire, Inglaterra. Lo hizo construyendo un fusor, por unos pocos miles de libras. Los fusores funcionan calentando iones con un campo eléctrico básico, creado por dos jaulas de alambre en una cámara de vacío. Hoy, casi 90 aficionados han tenido fusión nuclear en América del Norte.
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- Segundo punto: muchos conceptos de fusión se discuten teóricamente, pero NO se ha intentado realmente probarlos.
Aquí hay un ejemplo de debate teórico, que ha sucedido sin experimentación. El fusor no puede obtener energía neta porque tiene una gran jaula de metal en el centro: los iones (+) golpean la jaula de metal (-). La sabiduría convencional dice que estas pérdidas son 10,000 veces la energía producida por la fusión en un fusor (libro de texto de Miley, 2014). Pero en las últimas 6 décadas se han propuesto muchas ideas para tratar de sortear estas pérdidas. Éstas incluyen:
- La esfera oscilante de plasma [papel]
- El fusor magnéticamente aislado [papel]
- The Polywell [papel]
- El enfoque de la trampa de Penning [papel]
- El enfoque MIX & Marble (ambas ideas fallaron) [Artículo]
Ahora, hay argumentos teóricos muy fuertes que dicen que estas ideas fracasarán (Nevins 1996, Rider 1995). Los críticos señalan que muchas de estas ideas chocan contra las inestabilidades electrostáticas y el límite de Child-Langmuir. Básicamente, cada vez que tienes iones que van despacio, giran, se juntan o andan por ahí, surgen problemas. Sin embargo, los partidarios argumentarán que puede explotar las propiedades magnéticas intrínsecas del plasma para crear una trampa de plasma impresionante (Dolan Review, 1992, Grad 1958). Además, esta trampa impresionante puede vencer estas inestabilidades, reducir las pérdidas de ciclotrón, etc. Tres equipos (el grupo del Dr. Sam Cohens en Princeton, el Dr. McGuire en Lockheed-Martin y el Dr. Park en EMC2) están siguiendo este camino básico.
¿Quién tiene la razón? No lo sé. ¡No hemos financiado estas pruebas! De hecho, el grupo del Dr. Cohens se quedará sin dinero en diciembre: ¡su laboratorio sobrevive con 300K por año! Mientras tanto, el Dr. Park no puede recaudar los 30 millones que necesita para continuar con las pruebas. ¡Es muy frustrante!
- Tercer punto: la financiación de Fusion apesta: es baja y desigual.
Este es un micro ejemplo de un problema mucho mayor. El Dr. Stephen Dean dirige los Fusion Power Associates en Washington DC. Este grupo ha estado rastreando los fondos de fusión durante muchas décadas. A partir de sus datos, podemos hacer una comparación rápida entre los fondos de fusión y los fondos de la NASA.
Entonces la financiación de fusión es baja. También es desigual. Es desigual porque todos los fondos tienen que ir hacia ITER y el tokamak. Aquí hay algunos ejemplos de experimentos de fusión que se han cerrado o que no pueden comenzar porque se enviaron fondos para apoyar a ITER.
- Dipolo levitante del MIT en 2011
- La máquina Alacator del MIT en 2016
- U of Dynomak Concept de Washington en 2014
- la máquina HiPER en Francia
- Cuarto punto: hay muchos conceptos de fusión disponibles. Muchos pueden ser mejores que el tokamak.
¿Cuántos conceptos de fusión hay por ahí? El año pasado revisé la literatura [citas para el cuadro] y recolecté estas ideas. Los agrupé por familia y tipo. Este año, encontré algunos más que necesito agregar.
- Quinto punto: la financiación se ha vinculado a los objetivos equivocados.
Entonces, ¿por qué solo has oído hablar del tokamak y la ICF? Bueno, parte de esto tiene que ver con los objetivos de la comunidad de investigación de fusión. Durante muchos años, el objetivo en la fusión ha sido el producto triple más alto. La respuesta de Surya Kumarans habla sobre el producto triple.
La gente se centró en obtener el triple más alto posible. Han ignorado cosas como el tamaño, el costo, la capacidad de mantenimiento, la relación entre la energía de fusión y la eficiencia de captura de energía. Realmente, debemos centrarnos en hacer que funcione el equilibrio energético. En 1957, John Lawson publicó el balance energético de una máquina basada en plasma.
Si quieres hacer un poder de fusión, todo lo que necesitas hacer es hacer que esta ecuación sea positiva. Creo que necesitamos repensar por completo los fondos de fusión. Necesitamos aumentar la financiación. Necesitamos apoyar muchas más ideas que solo ICF y el tokamak. Necesitamos vincular los fondos a lo barata, simple y eficiente que es una máquina. Lo que imagino es un sistema escalonado donde las ideas pueden subir o bajar según estas métricas. Algo como esto…
Creo que una vez que hagamos eso, veremos que muchos conceptos de fusión diferentes se desarrollan más rápidamente.
¡Espero que ayude! Si está interesado, estoy desarrollando un podcast de fusión. Avíseme si tiene más preguntas o si hay un tema sobre el que desea obtener más detalles.
