Explorando la Fusin Termonuclear Controlada F' R' Chang Daz Ad Astra Rocket Company Liberia, Costa R

1
Explorando la Fusión Termonuclear
ControladaF. R. Chang DíazAd Astra
Rocket CompanyLiberia, Costa Rica
2
Dos métodos para obtener energía nuclear

• Fisión - partiendo núcleos pesados uranio,
  torio, plutonio
• Fusión - uniendo núcleos livianos hidrógeno,
  helio, boro

En ambos casos la masa final no es igual a la
masa inicial. La diferencia se convierte en
energía a través de la famosa ecuación de
Einstein Emc2
3
Ventajas y desventajas

• Fisión
• menos difícil de lograr, actuales plantas
  nucleares
• combustible ligeramente radioactivo
• productos alta radioactividad o larga vida media
• no produce calentamiento global
• Fusión
• mucho más difícil de lograr
• combustible abundante (océanos)
• mucho menos radioactividad, corta vida media
• no produce calentamiento global

4
Un poco de historia

• Puso violento final a la II guerra mundial
• Proyecto Manhattan
• Hiroshima, Nagasaki
• Atolón Bikini, Pacífico Sur, Bomba H.
• Programa Atomos para la Paz
• Proyecto Matterhorn
• Desarrollar de un sistema capaz de lograr la
  fusión termonuclear controlada para la producción
  de energía
• Países industrializados se lanzan al reto.

5
cómo se logra?
Reacción Deuterio y Tritio
6
Dificultad

• Ambos núcleos son positivos y se repelen
• Es necesario calendarlos y comprimirlos a
  temperaturas y presiones extremas como el Sol
• Tres métodos, dos se contemplan
• Confinamiento Gravitacional
• Confinamiento Inercial
• Confinamiento Magnético

7
Confinamiento Inercial
Pequeñas (mm) esferas de Deuterio y Tritio
congelado se comprimen con radiación laser on con
hazes de electrones.
8
Dos tipos de ignición
Ignición estimulada
Ignición convencional
9
Imágenes de las últimas etapas de compresión de
una cápsula. Imágenes de rayos X por emisión de
argón a intervalos de 35 picosegundos,
magnificación x87. Experimento logró factor de 15
en compresión radial. (Omega Laser, Laboratory
for Laser Energetics, Universidad de Rochester)
10
National Ignition Facility
Bajo construcción en el Lawrence Livermore
National Laboratory, Livermore, California.
11
Confinamiento Magnético
Las partículas cargadas se mueven en órbitas
helicoidales a lo largo de las líneas de campo
12
El Tokamak
Una trampa magnética sin salida
13
DIII-D Tokamak, G. Atomics
14
cámara de plasma
15
Tokamak DIII-D, G. Atomics
16
Confinamiento de partículas Alfa (nucleos de
Helio)
Distribución espacial y temperatura de partículas
en el experimento JET. A la derecha trayectorias
simuladas
17
Potencia de fusion obtenida como función de
tiempo de la descarga en los experimentos TFTR
(EEUU, 1994) y en JET (Europa, 1997)
18
Nueva generación
International Tokamak Experimental Reactor (ITER)
19
Calentamiento

• Ohmico
• Utiliza la corriente que circula en la columna de
  plasma
• La resistencia eléctrica del plasma a esas
  temperaturas es como la del cobre
• No es suficiente para lograr condiciones
  termonucleares
• Auxiliar
• Hazes de partículas neutras
• Ondas electromagnéticas (ICRH, ECRH)
• Mega Watts de potencia se inyectan en las
  máquinas de hoy

20
Calentamiento por RF (Tore Supra, Francia)
Antena
Bus de corriente
21
Calentamiento por RFAd Astra Rocket, Liberia,
Costa Rica
VX 1.5-SS, Costa Rica
22
Diagnósticos
23
Converción energética
24
Fisonomía de la planta ITER
25
Construcción, Cadarache, Francia
26
Muchas Gracias