¿Qué sucede con el plasma de hidrógeno-boro a 3 mil millones de Kelvin?

Un informe popular reciente afirma (cuidado, creo que no está revisado por pares y esto huele un poco a un truco de relaciones públicas) que una empresa privada, TriAlpha, ha logrado un progreso notable hacia la fusión de hidrógeno y boro, una versión de fusión aneutrónica , es decir, fusión en la que No tiene que preocuparse por esos molestos neutrones sin carga que salen volando de su jaula magnética de confinamiento y destruyen su costoso aparato.

Mi preocupación es la siguiente: también afirman que necesitas temperaturas alrededor 3 × 10 9 k para lograr este tipo de fusión. Esto parece mucho más de lo que tenemos experiencia directa. En los tokamaks habituales, solemos hablarle a 10 8 k y en el sol suele ser como 10 6 − 10 7 k . Hablando en términos de energías típicas, la deseada 3 × 10 9 k es 250 k mi V que es aproximadamente la mitad de la masa del electrón. ¡Esto significa, por ejemplo, que tendremos correcciones razonablemente grandes en el comportamiento de los fotones debido a la dispersión fotón-fotón (mediada por electrones y positrones)!

Entonces mi pregunta es, ¿ha habido investigaciones detalladas sobre qué cambios a tales temperaturas para un plasma? ¿Todavía se aplica la aproximación MHD? Es la sopa de electrones y positrones ( → dispersión fotón-fotón) va a tener algún efecto no despreciable?

Sería necesario conocer la densidad numérica de las partículas ionizadas, el estado de carga promedio, etc. para determinar los límites de MHD. No creo que sea imposible calentar un plasma de laboratorio para 10 9 K, aunque no estoy seguro... sé que el gas de electrones necesitaría ser tratado de manera relativista, por lo que automáticamente debemos preocuparnos por ∂ mi / ∂ t , que niega las aproximaciones MHD...
Olvidé mencionar que las "temperaturas" típicas en los colisionadores de partículas pueden ser mucho más altas que esto, por lo que no es inaudito en los experimentos reales...

Respuestas (1)

A mi entender, uno de los principales desafíos son las pérdidas por bremsstrahlung: la potencia perdida por bremstrahlung PAG b r escalas como

PAG b r ∝ Z 2 norte i norte mi T mi 1 / 2 ,
dónde Z es el número de cargo, norte i y norte mi son respectivamente la densidad iónica y electrónica, y T mi la temperatura de los electrones La escala al cuadrado con el número de carga es el principal problema aquí. Conduce a pérdidas mucho mayores que la típica reacción de fusión DT (ya que el boro tiene un número de carga más alto).

Hay algunas ideas para superar esto, por ejemplo, usar campos magnéticos fuertes localmente, pero eso aumentaría otros canales de pérdida como la emisión de ciclotrones de electrones.

Las pérdidas potenciales debidas a la bremsstrahlung son, al menos a mi entender, un problema mucho mayor que el proceso de electrodinámica cuántica de la dispersión fotón-fotón (pero tal vez puedan investigarse en tales plasmas, eso sería genial, supongo).

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