Helion energy y su reactor Polaris

 

Helion Energy y su reactor Polaris

Desde hace décadas el reactor de fusión ha sido un proyecto prometedor para la obtención de energía a partir de la fusión de núcleos de los isótopos deuterio y tritio. Helion Company intentará adelantarse al ITER( Reactor Termonuclear Experimental Internacional) terminando su proyecto para 2024.

 El reactor de fusión de esta compañía es diferente a la tokamak, además de que el  combustible que se  empleará  será deuterio y Helio 3, en vez de  deuterio y tritio. Un problema de esto es que el helio 3 es muy escaso en la Tierra, por tanto se ha encontrado una forma más barata para conseguirla sin necesidad de ir a la luna la cual se puede obtener a partir de las "cenizas" de la reacción de fusión pudiendo reutilizar ilimitadamente . Un dato a  destacar es que su diseño toma algunos  principios fundamentales del reactor de fusión por confinamiento magnético del ITER y también ideas del confinamiento inercial del experimento NIF (National Ignition Facility). A pesar de ello, su aspecto es bastante original.

 

Este se basa básicamente de dos cámaras laterales en las que se introducirán los combustibles anteriormente dichos. Una vez introducidos tendrán que ser sometidos a 100 millones de grados centígrados, a esta temperatura y presión  los isótopos llegan a un estado de plasma en el que será fácilmente fusionarlos. Además de ello, se genera campo magnético para que el plasma no toque las paredes y para que se oponga al campo magnético interno del plasma. Este procedimiento genera una presión y temperatura brutal pero menor al tokamak del ITER. Finalmente,el plasma se proyecta hacia la cámara central , este, según  la ley de Faraday va expandiéndose generando un campo eléctrico que se recolectará  en un equipamiento vinculado a la cámara.
En conclusión, este proyecto deberá de pasar por varios desafíos para que sea en un futuro viable y por tanto convertirse en un diseño seguro y eficiente para la producción de energía eléctrica.

He elegido este artículo porque me ha parecido curioso como podían "reciclar" de una forma interesante el Helio 3 que se necesitaba para producir la reacción de fusión. Para saber más información: https://www.xataka.com/energia/fusion-nuclear-2024-asi-funciona-ingenioso-reactor-helion-empresa-que-ha-prometido-anticiparse-a-iter

El primer reactor de fusión nuclear podría estar operativo en 2025

 Fusión nuclear es un proyecto muy ambicioso en el ámbito de la energía. Sin embargo, es una cosa que aun no esta tan desarrollada en la Tierra, de esta forma, hay solo proyectos en la construcción y proyección de esto. Todos conocemos ITER y el avance que dará en la fusión nuclear pero esta noticia se tratara de SPARC, un nuevo reactor diseñado por el MIT (Instituto de Tecnología de

 Massachusetts) y la empresa Commonwealth Fusion Systems y que entraría en funcionamiento una década antes que el ITER. Si tiene éxito, SPARC se convertiría en el primer reactor capaz de utilizar el propio calor generado en las fusiones para mantener la fusión en marcha, sin necesidad de inyectar energía adicional.

Sin embargo, nadie hasta ahora ha sido capaz (aparte del Sol y las estrellas) de aprovechar el poder de la fusión del plasma en una reacción controlada. Y se necesita, por lo tanto, más investigación antes de que SPARC lo consiga. El proyecto, lanzado en 2018, se empezará a construir el próximo mes de junio y el reactor será operativo, según los investigadores, en 2025.

Yo creo, que este proyecto tendrá gran uso en el futuro por lo tanto lo considero interesante para ver como una noticia. Adjunto el articulo original que explica con mas detalles el proyecto y sus diferencias con ITER (por ejemplo los imanes superconductores de la nueva generación). 

El primer reactor de fusión nuclear podría estar operativo en 2025 (abc.es)

ITER da un paso adelante en la construcción de reactores de fusión

Todos hemos oído hablar de los reactores nucleares. Estos obtienen energía eléctrica mediante la fisión de núcleos pesados e inestables en núcleos relativamente más ligeros y estables, generándose así un incremento de energía positivo que se traduce en una mayor energía cinética de los núcleos resultantes. En consecuencia, la temperatura del medio aumenta, lo cual se aprovecha para vaporizar agua y desplazar turbinas que son las responsables de la producción eléctrica.

De la misma forma, también hemos oído hablar de que la fusión de núcleos ligeros en núcleos más masivos también genera energía, pues se produce un defecto de masa entre los reactivos y el producto que es equivalente a una gran cantidad de energía. Sin embargo, este proceso resulta mucho más complicado que la fisión pues, entre otras razones, los reactivos (isótopos del hidrógeno) necesitan moverse a grandes velocidades (se necesitan alcanzar temperaturas de 15 000 millones de grados) para que se de lugar a la reacción.

Por ello, desde hace varias décadas existen proyectos internacionales para hacer viable este método de obtención de energía. Uno de ellos, el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), planea ionizar los reactivos (creando así plasma) para posteriormente contenerlos mediante un potente imán superconductor aún en proceso. De la misma forma, también se tiene que idear un revestimiento que soporte la radiación de neutrones que se producirá en cada reacción de fusión.

El proyecto está planeado llevarse a la práctica a mediados del siglo actual. De ser así, eso querría decir que pronto dispondríamos de una alternativa energética renovable, más eficiente y prácticamente no contaminante.

Dejo aquí el link del artículo completo.

¿Que es la radiación Cherenkov?

La radiación de Cherenkov

Cuando se enciende un reactor nuclear y el combustible comienza a fisionar (a romperse) se liberan multitud de partículas cargadas con una enorme cantidad de energía. Cuando estas partículas viajan más rápido que la luz en ese medio, se produce un efecto luminoso bastante llamativo conocido como radiación de Cherenkov.

Podríamos pensar que esta radiación se ve de color verde, fruto de series y películas, como en Los Simpson. Pero en realidad, el brillo es de color azulado. ¿Por qué se produce? Su aparición puede tener mucha más utilidad de la que pensamos.

¿Qué es la radiación de Cherenkov?

En lo más profundo de los reactores nucleares se esconde el combustible atómico. Este está rodeado de un refrigerante: el agua. Los núcleos de reacción están inmersos para que sea más fácil controlarlos y mantenerlos estables. Cuando comienza la reacción de fisión, un montón de átomos comienzan a romperse, lanzando partículas subatómicas en todas direcciones. Estas partículas tienen muchísima energía y se desplazan a una velocidad mayor que la de los fotones que componen la propia luz."Nada puede ir más rápido que la luz, ¿no?". Esto es cierto para el vacío. En el agua (y otros medios), los fotones se desplazan más lentamente lo que permite que otras partículas sean más rápidas.

Al avanzar generan un campo electromagnético y parte de la energía se pierde (se emite) como un fotón. Las ondas de luz se "apelotonan" formando una onda de choque, que es la responsable del brillo azulado. Es algo muy parecido a lo que ocurre con el efecto Doppler, para las ondas de sonido, pero con la luz. La onda de choque, simplificando mucho la explicación, tiene una forma cónica que corresponde al punto donde se unen los frentes de onda.

¿Para qué nos sirve la radiación de Cherenkov?

Además de ser todo un espectáculo, y más allá de las implicaciones físicas teóricas, lo cierto es que esta radiación tiene una utilidad práctica. Cuando llegan los rayos cósmicos a nuestra atmósfera, lanzados con una energía tremenda, chocan contra sus átomos de oxígeno y nitrógeno.

Como decíamos, en el vacío nada puede viajar más rápido que la luz. Pero en nuestra atmósfera sí. Al romper los átomos en la atmósfera se producen reacciones en cadena. Estas cascadas de fisión producen el mismo efecto que vemos en los reactores, aunque son mucho más tenues.

Hay que aclarar que son las partículas de la atmósfera, al romperse, las que producen la radiación de Cherenkov, no las partículas cósmicas en sí. Pero ¿y para que nos sirven? Los telescopios Cherenkov son unas herramientas muy precisas cuyo objetivo es detectar rayos gamma de gran energía, con una velocidad cercana a la de la luz mientras viajan en el vacío.

El telescopio MAGIC, detector de radiación de Cherenkov en la atmósfera

Los rayos gamma desencadenan estas reacciones entre los 10 y 20 Km sobre la superficie terrestre, aunque los destellos son muy efímeros. Todavía no tenemos claro el origen de los rayos cósmicos, aunque están relacionados con las erupciones solares, las estrellas y otros fenómenos estelares, como las supernovas. Por eso nos interesa tanto entenderlo, aunque solo podemos estudiarlos a partir de cosas tan efímeras como la radiación de Cherenkov que dejan a su paso.

Video

https://twitter.com/twitter/statuses/985387311130169344 en este enlace lo que vemos es el reactor del Radiation Science & Engineering Center, de PennState. Este reactor es de carácter experimental y está destinado a la investigación, no a producir energía.

El torio, una nueva fuente de energia nuclear.

Investigando sobre la energía nuclear y las previsiones de futuro que habían sobre ella al realizar la exposición, encontré un material curioso que con muy poca cantidad producía muchísima energía. Os dejo un par de videos informativos mediante los cuales me he documentado, el primero sobre el futuro uso del torio y el segundo sobre la desigualdad energética y los posibles problemas de abastecimiento en el futuro.
https://www.youtube.com/watch?v=PE9rAuwW7SU
https://www.youtube.com/watch?v=xKDHMU4udsY