El uso de la pistola de bobina hace que dos masas de deuteruro de litio choquen y comiencen la fusión nuclear

Ya tenemos bomba de hidrógeno, ¿por qué es tan difícil la fusión nuclear controlable? ¿Y por qué controlable necesario? Si podemos detonar una pequeña bomba de hidrógeno, ¿podemos recolectar la energía, como lo hace la fusión nuclear láser? ¿Por qué no vio ninguna investigación de colisionador de pistola de bobina? Además de LNF y Tokamak, al usar colisionar, podemos dejar que la reacción ocurra en un espacio que no sea un dispositivo frágil.

¿Qué esperas de la colisión de deuteruro de litio con deuteruro de litio?
Tales proyectos fueron en el siglo pasado. Incluso había un proyecto más realista: explotar bombas atómicas o de hidrógeno en el centro de la montaña, calentar agua en una gran cavidad y enviar vapor caliente a las turbinas.
Un cálculo de la parte posterior del sobre indica que los proyectiles tendrían que chocar a una velocidad relativa de aproximadamente 400 000 metros por segundo para inducir las temperaturas necesarias para la fusión [en.wikipedia.org/wiki/Thermal_velocity ] . Un cañón de bobina podría alcanzar ~ 10 000 metros por segundo [ ieeexplore.ieee.org/document/101107] . Parece que se necesita algo mucho mejor que una pistola de bobina.
Un chiste dice que la fusión nuclear siempre está a 30 años de distancia. Hay dos muchos desafíos para Tokamak, LNF o .... Y el cañón de bobina, solo hay un desafío: construir un cañón de bobina más potente. Así que creo que necesita un intento.

Respuestas (1)

¿Por qué no vio ninguna investigación de colisionador de pistola de bobina?

De hecho, esto se intentó, aunque de una forma ligeramente diferente. Durante la Segunda Guerra Mundial, mientras trabajaban en el Proyecto Manhattan, James Tuck y Stanislaw Ulam usaron cargas con forma para disparar láminas de metal infundidas con deuterio el uno al otro. No se observaron signos de fusión.

La sección transversal aproximada de la reacción de fusión se habría conocido en ese momento, pero no la sección transversal de dispersión del material en sí. Esto resulta ser millones de veces demasiado alto. En otras palabras, es extremadamente improbable que el combustible se acerque lo suficiente como para fusionarse.

En retrospectiva, esta técnica es buena para crear reacciones en el laboratorio (en última instancia, es similar al experimento original de Rutherford), pero está lejos de la sección transversal necesaria para producir una salida de energía positiva.

Si podemos detonar una pequeña bomba de hidrógeno, podemos recolectar la energía

Podemos. Sin embargo, el tamaño mínimo de una bomba de fusión se basa en la masa crítica mínima de la bomba de fisión utilizada para encenderla. Esto significa que es difícil hacer una bomba más pequeña que aproximadamente 100 T, y cualquier cosa por debajo de aproximadamente 10 kT tiende a ser extremadamente ineficiente. Entonces, si desea obtener una buena explosión de energía por su inversión en plutonio, debe usar bombas más grandes, o bien puede quemar el plutonio en un reactor de fisión convencional.

Sin embargo, algunos de estos conceptos fueron explorados como parte de PACER en la década de 1960. Sin embargo, después de funcionar durante más de una década y dar como resultado una serie de fallas vergonzosas , un estudio de terceros consideró la economía del concepto y demostró de manera bastante concluyente que no había forma de que un sistema de este tipo pudiera competir con la fisión convencional, y mucho menos. otras fuentes de energía. La financiación se abandonó en los años 70.

como lo hace la fusión nuclear láser

En última instancia, estos dispositivos " ICF " resuelven los problemas de PACER reemplazando la bomba de fisión con un potente láser. Los cálculos mostraron que no había un límite inferior obvio en ese caso, por lo que se podían fabricar microbombas.

Cuando Nuckolls los estudió por primera vez en la década de 1960, parecía que el láser tendría menos de 1 MJ para la ignición, y uno obtendría algunas reacciones con controladores de unos pocos kJ. En la década de 1970 comenzamos a construir estas máquinas del tamaño de kJ, como Shiva, y mientras funcionaban se hizo evidente que las velocidades de reacción estaban muy por debajo de lo que habían calculado.

Se utilizaron una serie de pruebas con rayos X emitidos por una bomba de fisión distante para calibrar los cálculos, y estos sugirieron que la cantidad de energía láser necesaria era de unos 100 MJ. No tenemos idea de cómo construir un dispositivo de este tipo. LLNL argumentó que había una serie de razones por las que esto era inexacto y que un "conductor" de alrededor de 2 MJ debería hacer el trabajo. Así que construyeron NIF, que entrega 4 MJ, para estar seguros.

Bueno, resulta que los experimentos triunfan sobre las simulaciones una vez más, y está bastante claro que el número original de 100 MJ está más cerca de la verdad. Incluso con el doble de la energía requerida calculada, parece muy poco probable que NIF alcance el "encendido". Incluso si lo hace, el costo del láser y su horrible ineficiencia energética significan que nunca podría usarse como generador de energía. Si se pudiera construir un láser de 100 MJ, el costo sería mucho mayor que el valor económico de la electricidad que produciría.

Puedes leer la historia completa aquí .

reacción ocurre en un espacio

La fusión ya es demasiado costosa para contemplarla, ¡ponerla en el espacio no ayudará en ese frente!

Dicho esto, una de las ventajas más (sobrevendidas en mi humilde opinión) de la fusión es su seguridad, por lo que realmente no hay necesidad de hacer esto en primer lugar.