Un atajo matemático para afinar reactores de fusión
CientÃficos de Princeton han encontrado un atajo matemático que puede ayudar a aprovechar la energÃa de fusión, una fuente potencial de energia limpia e inagotable.
El método permite predecir más fácilmente en qué medida un estelarator, un dispositivo retorcido diseñado para reproducir la energÃa de fusión que alimenta al sol y las estrellas, puede retener el calor crucial para lograr las reacciones de fusión.
"No podemos simular los movimientos de todas las partÃculas individuales en todos los campos magnéticos posibles, eso requerirÃa una potencia informática casi infinita", dijo en un comunicado Alexandra LeViness, estudiante graduada en fÃsica de plasma en el PPPL (Princeton Plasma Physics Laboratory). "En cambio, tenemos que usar un atajo", dijo LeViness, autor principal del artÃculo que informa los resultados en la revista Nuclear Fusion.
"Esta investigación muestra que podemos encontrar la mejor forma de campo magnético para confinar el calor al calcular algo más fácil: cómo de lejos se alejan las partÃculas rápidas de las superficies curvas del campo magnético en el centro del plasma", dijo LeViness. "Este comportamiento se describe mediante un número conocido como gamma C, que descubrimos que se corresponde consistentemente con el confinamiento de plasma".
En efecto, el atajo avanza en la investigación futura del estelarator, dijo LeViness, "porque cuantas más partÃculas de movimiento rápido permanezcan en el centro del plasma, más caliente será el combustible y más eficiente será el estelarator".
La fusión libera grandes cantidades de energÃa mediante la combinación de elementos ligeros en forma de plasma, el estado cargado y caliente de la materia compuesto por electrones libres y núcleos atómicos que constituye el 99 % del universo visible. CientÃficos de todo el mundo buscan aprovechar las reacciones de fusión para crear un suministro virtualmente inagotable de energÃa limpia y segura para generar electricidad.
Los estelarator, desarrollados por el fundador de PPPL, Lyman Spitzer, en la década de 1950, funcionan sin el riesgo de las interrupciones dañinas a las que se enfrentan los dispositivos de fusión en forma de rosquilla llamados tokamaks. Pero han sido incapaces durante mucho tiempo de contener el calor tan bien como los tokamaks, que tienen campos magnéticos similares.
"Pero usando técnicas como la que estudió LeViness, hemos podido encontrar configuraciones magnéticas para estelaradores que contienen calor tan bien como los tokamaks", dijo Elizabeth Paul, profesora asistente de fÃsica aplicada en la Universidad de Columbia.
