Laboratorio Nacional de Fusion

El confinamiento

ntT Para conseguir una reacción de fusión eficiente (véase la introducción) es necesario confinar el combustible durante un tiempo suficiente. El combustible es una mezcla de hidrógeno pesado (deuterio y tritio), que a temperatura ambiente se encuentra en estado gaseoso. Las partículas se deben calentar (para aumentar su velocidad, de modo que al chocar entre sí pueden superar la repulsión de los núcleos y fusionarse), mientras se mantiene una alta densidad (una concentración de partículas suficiente para que choquen con mucha frecuencia). Si se logra mantener estas condiciones durante un tiempo suficiente, entonces hemos conseguido el confinamiento - esta idea (temperatura y densidad suficientes durante suficiente tiempo) se expresa mediante el "criterio de Lawson":
n T t > un cierto valor umbral.

Métodos de confinamiento

Los principales métodos de confinamiento son:

Gravitatorio

Andromeda Galaxy Es el método que mejores resultados da, como demuestran las estrellas y el sol. Éstos tienen mucho éxito con la generación de energía mediante reacciones de fusión, consiguiendo tiempos de confinamiento de miles de años. Con este método, la gravedad confina las partículas en un espacio lo suficientemente restringido (pero todavía tan grande como una estrella o el sol) para que se produzcan las reacciones de fusión. Sin embargo, resulta imposible aplicar este método en la tierra, ya que no disponemos de métodos para generar un campo gravitatorio suficientemente fuerte.

Magnético

MAST plasma Es el segundo mejor método (por el momento), y consiste en confinar las partículas en un espacio reducido mediante campos mágneticos. Esto es posible gracias a que las partículas del plasma (es decir, gas fuertemente ionizado) que queremos confinar están cargadas, lo que hace que el campo magnético sea capaz de ejercer una fuerza sobre ellas. En este sentido, el campo magnético es un sustituto del campo gravitatorio del método anterior. Un campo magnético, sin embargo, se diferencia de un campo gravitatorio en que no existen monopolos (fuentes) del campo, y por tanto la geometría esférica del campo gravitatorio (que tiene su orígen en el centro de gravedad de la estrella) no se puede reproducir con un campo magnético. Esa es una de las razones por la cual se deben usar "botellas" magnéticas en forma de toro (o donut). Con este sistema, el tiempo de confinamiento depende de la difusión de las partículas a través del campo magnético.

Inercial

Consiste en utilizar la presión que la radiación puede ejercer sobre la materia para comprimir una cantidad de combustible en un espacio lo más reducido posible, desencadenando así la reacción de fusión. La radiación requerida es muy potente y se genera mediante láseres, concentrando su potencia en un punto donde se encuentra una pequeña cápsula de combustible. Una vez iniciada la reacción de fusión, se deja explotar el combustible y se recoge la energía producida. En este caso, el tiempo de confinamiento está determinado por la inercia de la materia al expandirse después de la compresión, de ahí el nombre 'inercial'.

Lawrence Livermore
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Calentamiento y formación de plasma Compresión por blow-off Ignición del combustible Expansión de la reacción nuclear