FUSIÓN Y PÓLVORA
El gigantesco cañón de fusión que puede eliminar a las eléctricas para siempre
La compañía First Light Fusion avanza en la fusión nuclear más extraña que podemos imaginar: disparar 'balas' de hidrógeno a velocidad Mach 21 con un gigantesco cañón explosivo
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Los fundadores de First Light Fusion han descubierto la pólvora. En el sentido literal, no en el de la mofa del dicho español: su método de fusión termonuclear inercial consiste en usar tres kilos de pólvora para disparar un proyectil a siete kilómetros por segundo (Mach 21) por un cañón de 22 metros de largo hasta impactar en un objetivo de fusión y generar una estrella en miniatura. El prototipo del cañón es el que se puede ver en estas páginas. Sus pruebas, aunque parezca increíble, han sido un éxito.
Ya hablamos de First Light Fusion en marzo de este año, cuando Nicholas Hawker and Yiannis Ventikos — los científicos de la Universidad de Oxford que fundaron la empresa después en 2011 — dijeron que su tecnología de fusión inercial es “la ruta más rápida, simple y barata para obtenerla”. El éxito de su método, aseguraron entonces, “ha sido validado por la Autoridad de la Energía Atómica del Reino Unido de forma independiente”. Pero hoy es la primera vez que hemos visto este cañón y la cámara de fusión dónde han conseguido la fusión nuclear. Un prototipo que les ha costado 1,27 millones de euros del total de 56 millones que han recibido en financiación hasta la fecha.
Mantiene la primera planta de 150MW para los 2030
En marzo, FLF aseguró que tendrían una planta piloto generando unos 150 megavatios en la década de los 2030. Hoy, según un reportaje de la revista norteamericana Newsweek, van por el buen camino. Hawker mantiene que llegarán a conseguir esa planta como han dicho.
De hecho, después de múltiples pruebas con el cañón, Hawker parece más convencido que nunca de que están en el camino adecuado para conseguir la fusión inercial que genere más energía de la que gasta. Esto se debe a que, en vez de tener que utilizar cantidades brutales de energía en campos magnéticos de confinamiento o lásers, su método es químico en origen y físico en los resultados. Dice que "la ganancia neta de energía se ha demostrado con la fusión inercial, pero el conductor, en lugar de ser un láser, fue una prueba de armas subterráneas. Así que hay esa prueba empírica de que puedes obtener una alta ganancia de energía con la fusión inercial”.
Para Hawker, va a ser extremadamente difícil que costosos tokamak como el del ITER o experimento de fusión por láser de la National Ignition Facility puedan generar energía como para compensar su coste de desarrollo, aunque opina que han sido parte de un camino hacia formas alternativas como la que él propone: “Siento que estoy siendo injusto usando esto como una crítica a la fusión magnética porque los desafíos que conocemos se deben al trabajo realizado en la fusión magnética, y eso es lo que nos ha permitido llegar a un enfoque que evita [sus problemas]".
En vez de buscar una fusión continuada, el método de First Light Fusion es una técnica de pulso: con cada disparo hay una reacción, cuya energía se recoge. Los disparos son contínuos y rápidos, como las explosiones del cilindro de un coche.
Cómo funciona
A su tecnología la llaman “fusión por proyectil” y su descripción parece salida de una película de ciencia ficción, pero de Julio Verne. Un artilugio Steampunk que usa pólvora cada vez que quiere fusionar hidrógeno.
La compañía describe su “fusión por proyectil” como un tipo de fusión inercial que es radicalmente diferente a todo lo que se ha intentado hasta ahora. Para empezar utilizan deuterio, en vez del tritio más habitual (e infinitamente más escaso en la Tierra).
El deuterio es encapsulado dentro de un cubo de un centímetro de lado con unos extraños agujeros. Según First Light Fusion, tiene una forma tan particular para crear una serie de ondas de choque y cavidades que multiplican la presión en torno a la pequeña perla de combustible. Tanto como producir la deseada fusión de los átomos de deuterio. Para que suceda esto, este cubo es lanzado dentro de la cámara de reacción. Inmediatamente después, un sistema de electroimanes acelera un proyectil de metal con la forma de una moneda a 6,5 kilómetros por segundo en la misma trayectoria.
¡Pero esa velocidad no es nada con lo que viene después. Cuando el proyectil impacta por su parte plana contra una de las caras del cubo con una presión de 100 gigapascales. En ese momento, el cubo se empieza a desintegrar. La ‘magia’ está en las cavidades del cubo, que al colapsar generan una serie de ondas de choque que pueden verse en el vídeo sobre estas líneas, con los colores representando la presión resultante. Esta forma fue parte de la investigación de los fundadores de la compañía en Oxford.
Tan barata como la eólica o solar
Al interactuar entre ellas, las ondas de choque generan una presión de 100 terapascales desde todos los lados del cubo, acelerando el combustible a 252.000 kilómetros por hora. Es decir, Mach 204, más de 200 veces la velocidad del sonido. Según la compañía, esto hace a la perla de combustible el objeto más rápido del planeta, comprimiéndose de varios milímetros a 100 micrones. Ahí se produce la fusión termonuclear, generando calor y neutrones que son absorbidos por el litio líquido que cae en cascada dentro de la cámara, como se muestra debajo de estas líneas. Al caer, el torrente de litio líquido de un metro de espesor entra en un circuito de intercambio de calor, calentando el agua y produciendo el vapor necesario para para mover la turbina que produce la electricidad. El disparo se repetiría cada 30 segundos en un reactor comercial.
Según First Light Fusion, una planta comercial que use este proceso tendrá una potencia de 744 megavatios y no tendría residuos radioactivos ni peligro de ningún tipo. El coste operativo, afirman, sería similar al de la eólica: 50 dólares el MWh. Pero al contrario que la eólica o la solar, éste método podría estar corriendo las 24 horas del día, los 365 días del año. Pero lo que ya realmente te hace dar vueltas la cabeza es el coste de la planta prototipo que proponen para 2030, una con una potencia de 150 MW: menos de 1.000 millones de dólares. Es un coste totalmente absurdo comparado con el de otras vías, como el ITER, que sigue con problemas y retrasos con un coste final y operativo estimado de entre 18.000 y 65.000 millones de euros, dependiendo de a quién preguntes.
Obviamente, aunque la compañía británica haya conseguido su primera reacción de fusión todavía están al menos a una década de construir esta planta, si es que consiguen la financiación necesaria. Lo bueno es que no sólo están ellos: hay múltiples compañías y organizaciones probando métodos prometedores, algunos que son variaciones de líneas de investigación existentes o ésta, que es una idea radicalmente nueva. El objetivo de la energía infinita, barata y 100% verde parece cada vez más cerca. Y una vez esté aquí, el oligopolio actual de las eléctricas globales se verá amenazado por una generación de nuevas compañías con una propuesta que no estará sujeta a la especulación y abusos de los dinosaurios actuales.
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El gigantesco cañón de fusión que puede eliminar a las eléctricas para siempre
La compañía First Light Fusion avanza en la fusión nuclear más extraña que podemos imaginar: disparar 'balas' de hidrógeno a velocidad Mach 21 con un gigantesco cañón explosivo
Los fundadores de First Light Fusion han descubierto la pólvora. En el sentido literal, no en el de la mofa del dicho español: su método de fusión termonuclear inercial consiste en usar tres kilos de pólvora para disparar un proyectil a siete kilómetros por segundo (Mach 21) por un cañón de 22 metros de largo hasta impactar en un objetivo de fusión y generar una estrella en miniatura. El prototipo del cañón es el que se puede ver en estas páginas. Sus pruebas, aunque parezca increíble, han sido un éxito.
Ya hablamos de First Light Fusion en marzo de este año, cuando Nicholas Hawker and Yiannis Ventikos — los científicos de la Universidad de Oxford que fundaron la empresa después en 2011 — dijeron que su tecnología de fusión inercial es “la ruta más rápida, simple y barata para obtenerla”. El éxito de su método, aseguraron entonces, “ha sido validado por la Autoridad de la Energía Atómica del Reino Unido de forma independiente”. Pero hoy es la primera vez que hemos visto este cañón y la cámara de fusión dónde han conseguido la fusión nuclear. Un prototipo que les ha costado 1,27 millones de euros del total de 56 millones que han recibido en financiación hasta la fecha.
Mantiene la primera planta de 150MW para los 2030
En marzo, FLF aseguró que tendrían una planta piloto generando unos 150 megavatios en la década de los 2030. Hoy, según un reportaje de la revista norteamericana Newsweek, van por el buen camino. Hawker mantiene que llegarán a conseguir esa planta como han dicho.
De hecho, después de múltiples pruebas con el cañón, Hawker parece más convencido que nunca de que están en el camino adecuado para conseguir la fusión inercial que genere más energía de la que gasta. Esto se debe a que, en vez de tener que utilizar cantidades brutales de energía en campos magnéticos de confinamiento o lásers, su método es químico en origen y físico en los resultados. Dice que "la ganancia neta de energía se ha demostrado con la fusión inercial, pero el conductor, en lugar de ser un láser, fue una prueba de armas subterráneas. Así que hay esa prueba empírica de que puedes obtener una alta ganancia de energía con la fusión inercial”.
Para Hawker, va a ser extremadamente difícil que costosos tokamak como el del ITER o experimento de fusión por láser de la National Ignition Facility puedan generar energía como para compensar su coste de desarrollo, aunque opina que han sido parte de un camino hacia formas alternativas como la que él propone: “Siento que estoy siendo injusto usando esto como una crítica a la fusión magnética porque los desafíos que conocemos se deben al trabajo realizado en la fusión magnética, y eso es lo que nos ha permitido llegar a un enfoque que evita [sus problemas]".
En vez de buscar una fusión continuada, el método de First Light Fusion es una técnica de pulso: con cada disparo hay una reacción, cuya energía se recoge. Los disparos son contínuos y rápidos, como las explosiones del cilindro de un coche.
Cómo funciona
A su tecnología la llaman “fusión por proyectil” y su descripción parece salida de una película de ciencia ficción, pero de Julio Verne. Un artilugio Steampunk que usa pólvora cada vez que quiere fusionar hidrógeno.
La compañía describe su “fusión por proyectil” como un tipo de fusión inercial que es radicalmente diferente a todo lo que se ha intentado hasta ahora. Para empezar utilizan deuterio, en vez del tritio más habitual (e infinitamente más escaso en la Tierra).
El deuterio es encapsulado dentro de un cubo de un centímetro de lado con unos extraños agujeros. Según First Light Fusion, tiene una forma tan particular para crear una serie de ondas de choque y cavidades que multiplican la presión en torno a la pequeña perla de combustible. Tanto como producir la deseada fusión de los átomos de deuterio. Para que suceda esto, este cubo es lanzado dentro de la cámara de reacción. Inmediatamente después, un sistema de electroimanes acelera un proyectil de metal con la forma de una moneda a 6,5 kilómetros por segundo en la misma trayectoria.
¡Pero esa velocidad no es nada con lo que viene después. Cuando el proyectil impacta por su parte plana contra una de las caras del cubo con una presión de 100 gigapascales. En ese momento, el cubo se empieza a desintegrar. La ‘magia’ está en las cavidades del cubo, que al colapsar generan una serie de ondas de choque que pueden verse en el vídeo sobre estas líneas, con los colores representando la presión resultante. Esta forma fue parte de la investigación de los fundadores de la compañía en Oxford.
Tan barata como la eólica o solar
Al interactuar entre ellas, las ondas de choque generan una presión de 100 terapascales desde todos los lados del cubo, acelerando el combustible a 252.000 kilómetros por hora. Es decir, Mach 204, más de 200 veces la velocidad del sonido. Según la compañía, esto hace a la perla de combustible el objeto más rápido del planeta, comprimiéndose de varios milímetros a 100 micrones. Ahí se produce la fusión termonuclear, generando calor y neutrones que son absorbidos por el litio líquido que cae en cascada dentro de la cámara, como se muestra debajo de estas líneas. Al caer, el torrente de litio líquido de un metro de espesor entra en un circuito de intercambio de calor, calentando el agua y produciendo el vapor necesario para para mover la turbina que produce la electricidad. El disparo se repetiría cada 30 segundos en un reactor comercial.
Según First Light Fusion, una planta comercial que use este proceso tendrá una potencia de 744 megavatios y no tendría residuos radioactivos ni peligro de ningún tipo. El coste operativo, afirman, sería similar al de la eólica: 50 dólares el MWh. Pero al contrario que la eólica o la solar, éste método podría estar corriendo las 24 horas del día, los 365 días del año. Pero lo que ya realmente te hace dar vueltas la cabeza es el coste de la planta prototipo que proponen para 2030, una con una potencia de 150 MW: menos de 1.000 millones de dólares. Es un coste totalmente absurdo comparado con el de otras vías, como el ITER, que sigue con problemas y retrasos con un coste final y operativo estimado de entre 18.000 y 65.000 millones de euros, dependiendo de a quién preguntes.
Obviamente, aunque la compañía británica haya conseguido su primera reacción de fusión todavía están al menos a una década de construir esta planta, si es que consiguen la financiación necesaria. Lo bueno es que no sólo están ellos: hay múltiples compañías y organizaciones probando métodos prometedores, algunos que son variaciones de líneas de investigación existentes o ésta, que es una idea radicalmente nueva. El objetivo de la energía infinita, barata y 100% verde parece cada vez más cerca. Y una vez esté aquí, el oligopolio actual de las eléctricas globales se verá amenazado por una generación de nuevas compañías con una propuesta que no estará sujeta a la especulación y abusos de los dinosaurios actuales.
El gigantesco cañón de fusión que puede eliminar a las eléctricas para siempre
La compañía First Light Fusion avanza en la fusión nuclear más extraña que podemos imaginar: disparar 'balas' de hidrógeno a velocidad Mach 21 con un gigantesco cañón explosivo
