Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Fusión por confinamiento inercial

De arriba a abajo, de izquierda a derecha. Una pastilla objetivo de deuterio-tritio Representación del hohlraum absorbiendo láseres y emitiendo rayos X. Interior de la cámara de...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
De arriba a abajo, de izquierda a derecha.
  1. Una pastilla objetivo de deuterio-tritio
  2. Representación del hohlraum absorbiendo láseres y emitiendo rayos X.
  3. Interior de la cámara de impacto de la Instalación Nacional de Ignición , EE. UU.
  4. La bahía láser del NIF
  5. La cámara de tiro de Shiva en LLNL , EE. UU.
  6. La cámara objetivo de Orión , Reino Unido
  7. Diagrama de Helios, un experimento inicial del LANL.
  8. Diagrama de LIFE , un concepto de central eléctrica ICF del LLNL.

La fusión por confinamiento inercial ( FCI ) es un proceso de energía de fusión que inicia reacciones de fusión nuclear mediante la compresión y el calentamiento de blancos llenos de combustible. Los blancos son pequeñas pastillas que, por lo general, contienen deuterio ( ²H ) y tritio ( ³H ).

Normalmente, los láseres de pulsos cortos depositan energía sobre un hohlraum . Su superficie interna se vaporiza, liberando rayos X. Estos convergen en la superficie exterior del pellet, convirtiéndolo en plasma . Esto produce una fuerza de reacción en forma de ondas de choque que se propagan a través del objetivo. Las ondas lo comprimen y lo calientan. Si las ondas de choque son suficientemente potentes, se cumple el criterio de Lawson para la fusión del combustible.

La fusión por confinamiento inercial ( FCI) es una de las dos ramas principales de la investigación en fusión; la otra es la fusión por confinamiento magnético (FCM). Cuando se propuso por primera vez a principios de la década de 1970, la FCI parecía un método práctico para la producción de energía y el campo floreció. Los experimentos demostraron que la eficiencia de estos dispositivos era mucho menor de lo esperado. A lo largo de las décadas de 1980 y 1990, se realizaron experimentos para comprender la interacción entre la luz láser de alta intensidad y el plasma . Esto condujo al diseño de máquinas mucho más grandes que alcanzaron energías suficientes para generar ignición. No obstante, la FCM domina actualmente los métodos de generación de energía.

A diferencia de la MCF, la ICF tiene aplicaciones directas de doble uso para el estudio de la detonación de armas termonucleares . Para los estados nucleares , la ICF constituye un componente de la administración de arsenales . Esto permite la asignación no solo de fondos científicos, sino también militares. [ 1 ]

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California ha dominado la historia de la fusión por confinamiento inercial (FCI) y opera el experimento de FCI más grande, la Instalación Nacional de Ignición (NIF). En 2022, una descarga de deuterio-tritio de la NIF produjo 3,15 megajulios (MJ) a partir de una energía suministrada de 2,05 MJ, la primera vez que un dispositivo de fusión produjo un factor de ganancia de energía superior a uno. [ 2 ] [ 3 ]

Descripción

Conceptos básicos de fusión

Las reacciones de fusión combinan átomos más pequeños para formar otros más grandes. Esto ocurre cuando dos átomos (o iones, átomos desprovistos de sus electrones) se acercan lo suficiente como para que la fuerza nuclear domine la fuerza electrostática que, de otro modo, los mantendría separados. Para superar la repulsión electrostática se requiere energía cinética suficiente para vencer la barrera de Coulomb o barrera de fusión . [ 4 ]

Se necesita menos energía para que los núcleos más ligeros se fusionen, ya que tienen menor carga eléctrica y, por lo tanto, una menor barrera energética. Así, la barrera es más baja para el hidrógeno . Por el contrario, la fuerza nuclear aumenta con el número de nucleones , por lo que los isótopos de hidrógeno que contienen neutrones adicionales reducen la energía necesaria. El combustible más fácil de obtener es una mezcla de 2H y 3H , conocida como DT. [ 4 ]

La probabilidad de que ocurra la fusión depende de la densidad y la temperatura del combustible, así como del tiempo durante el cual se mantienen dichas densidades y temperaturas. Incluso en condiciones ideales, la probabilidad de que un par D y T se fusione es muy baja. Una mayor densidad y tiempos más prolongados permiten más encuentros entre los átomos. Esta sección transversal depende además de las energías de los iones individuales. Esta combinación, el triple producto de fusión , debe alcanzar el criterio de Lawson para que se produzca la ignición. [ 5 ]

Dispositivos termonucleares

Los primeros dispositivos de FCI fueron las bombas de hidrógeno inventadas a principios de la década de 1950. Una bomba de hidrógeno consta de dos bombas en una sola carcasa. La primera, la etapa primaria , es un dispositivo de fisión que normalmente utiliza plutonio . Al explotar, emite una ráfaga de rayos X térmicos que llenan el interior de la carcasa. Estos rayos X son absorbidos por un material especial (como Fogbank ) que rodea la etapa secundaria , la cual consiste en combustible de fusión, intercalado entre una bujía de combustible de fisión y un tamper . Los rayos X calientan esta etapa secundaria e inician una fisión adicional. Debido a la tercera ley de Newton , esto provoca que el combustible en el interior sea impulsado hacia adentro, comprimiéndose y calentándose. Esto hace que el combustible de fusión alcance la temperatura y densidad en la que comienzan las reacciones de fusión. [ 6 ] [ 7 ]

En el caso del combustible DT, la mayor parte de la energía se libera en forma de partículas alfa y neutrones. En condiciones normales, una partícula alfa puede recorrer unos 10  mm a través del combustible, pero en las condiciones de ultradensidad del combustible comprimido, pueden recorrer aproximadamente 0,01  mm antes de que su carga eléctrica, al interactuar con el plasma circundante, les haga perder velocidad. [ 8 ] Esto significa que la mayor parte de la energía liberada por las partículas alfa se redeposita en el combustible. Esta transferencia de energía cinética calienta las partículas circundantes hasta alcanzar las energías necesarias para la fusión. Este proceso provoca que el combustible de fusión se queme desde el centro hacia afuera. Los neutrones, eléctricamente neutros, recorren distancias mayores en la masa del combustible y no contribuyen a este proceso de auto-calentamiento. En una bomba, se utilizan para generar tritio mediante reacciones en un combustible de litio-deuteruro, o para dividir combustible fisionable adicional que rodea la etapa secundaria, a menudo parte de la carcasa de la bomba. [ 6 ]

El requisito de que la reacción deba ser desencadenada por una bomba de fisión hace que este método sea impracticable para la generación de energía. No solo los detonadores de fisión serían costosos de producir, sino que el tamaño mínimo de dicha bomba es grande, definido aproximadamente por la masa crítica del combustible de plutonio utilizado. En general, parece difícil construir dispositivos de fisión nuclear eficientes con un rendimiento mucho menor a aproximadamente 1 kilotón, y la fusión secundaria aumentaría este rendimiento. Esto convierte la extracción de energía de las explosiones resultantes en un problema de ingeniería complejo. El proyecto PACER estudió soluciones a los problemas de ingeniería, [ 7 ] pero también demostró que no era económicamente viable. El costo de las bombas era mucho mayor que el valor de la electricidad resultante. [ 9 ]

Mecanismo de acción

La energía necesaria para superar la barrera de Coulomb corresponde a la energía de la partícula promedio en un gas calentado a 100 millones de K. El calor específico del hidrógeno es de aproximadamente 14 julios por gramo-K, por lo que, considerando una pastilla de combustible de 1 miligramo, la energía necesaria para elevar la masa en su conjunto a esta temperatura es de 1,4 megajulios (MJ). [ 10 ]

En el enfoque de energía de fusión magnética (MFE), más desarrollado , los tiempos de confinamiento son del orden de un segundo. Sin embargo, los plasmas pueden mantenerse durante minutos. En este caso, el tiempo de confinamiento representa el tiempo que tarda la energía de la reacción en disiparse en el entorno, a través de diversos mecanismos. Para un confinamiento de un segundo, la densidad necesaria para cumplir el criterio de Lawson es de aproximadamente 10¹⁴ partículas por centímetro cúbico (cc). [ 10 ] En comparación, el aire a nivel del mar tiene aproximadamente 2,7 × 10¹⁹ partículas /cc, por lo que el enfoque MFE se ha descrito como "un buen vacío".

Considerando una gota de 1 miligramo de combustible DT en estado líquido, su tamaño es de aproximadamente 1  mm y su densidad es de aproximadamente 4 × 10²⁰ /cc. Nada mantiene unido el combustible. El calor generado por los eventos de fusión provoca su expansión a la velocidad del sonido , lo que resulta en un tiempo de confinamiento de alrededor de 2 × 10⁻¹⁰ segundos . A densidad líquida, el tiempo de confinamiento requerido es de aproximadamente 2 × 10⁻⁷ s . En este caso, solo alrededor del 0,1 por ciento del combustible se fusiona antes de que la gota se disperse. [ 11 ]

La velocidad de las reacciones de fusión es función de la densidad, y esta puede mejorarse mediante compresión. Si la gota se comprime de 1  mm a 0,1  mm de diámetro, el tiempo de confinamiento se reduce en un factor de 10, ya que las partículas tienen que recorrer una menor distancia antes de escapar. Sin embargo, la densidad, que es el cubo de las dimensiones, aumenta 1000 veces. Esto significa que la velocidad global de fusión aumenta 1000 veces, mientras que el confinamiento se reduce 10 veces, lo que supone una mejora de 100 veces. En este caso, el 10 % del combustible se fusiona; el 10 % de 1  mg de combustible produce aproximadamente 30  MJ de energía, 30 veces la cantidad necesaria para comprimirlo a esa densidad. [ 12 ]

Otro concepto clave en la fusión por confinamiento inercial (FCI) es que no es necesario elevar toda la masa de combustible a 100 millones de K. En una bomba de fusión, la reacción continúa porque las partículas alfa liberadas en el interior calientan el combustible circundante. A densidad líquida, las partículas alfa recorren unos 10  mm, por lo que su energía se disipa del combustible. En el  combustible comprimido a 0,1 mm, las partículas alfa tienen un alcance de aproximadamente 0,016  mm, lo que significa que se detendrán dentro del combustible y lo calentarán. En este caso, se puede provocar una "combustión propagada" calentando únicamente el centro del combustible a la temperatura necesaria. Esto requiere mucha menos energía; los cálculos sugieren que 1  kJ es suficiente para alcanzar el objetivo de compresión. [ 13 ]

Se necesita algún método para calentar el interior a temperaturas de fusión, y hacerlo mientras el combustible está comprimido y la densidad es suficientemente alta. [ 13 ] En los dispositivos modernos de FCI, la densidad de la mezcla de combustible comprimido es hasta mil veces la densidad del agua, o cien veces la del plomo, alrededor de 1000 g/cm³ . [ 14 ] Gran parte del trabajo desde la década de 1970 se ha centrado en formas de crear el punto caliente central que inicia la combustión y en abordar los numerosos problemas prácticos para alcanzar la densidad deseada.

Esquema de las etapas de la fusión por confinamiento inercial mediante láseres. Las flechas azules representan la radiación; las naranjas, la emisión; y las moradas, la energía térmica transportada hacia el interior.
  1. Los haces láser o los rayos X producidos por láser calientan rápidamente la superficie del blanco de fusión, formando una envoltura de plasma circundante.
  2. El combustible se comprime mediante la expulsión, similar a la de un cohete, del material caliente de la superficie.
  3. Durante la fase final de la implosión de la cápsula, el núcleo de combustible alcanza una densidad 20 veces superior a la del plomo y se enciende a 100.000.000 °C.
  4. La combustión termonuclear se propaga rápidamente a través del combustible comprimido, generando una energía muchas veces superior a la energía inicial.

Conceptos de calefacción

Los primeros cálculos sugerían que la cantidad de energía necesaria para encender el combustible era muy pequeña, pero esto no coincide con la experiencia posterior.

ignición de punto caliente

Gráfico de los resultados del NIF desde 2012 hasta 2022.
Gráfico de la ganancia objetivo del NIF desde 2012 hasta 2022, en escala logarítmica. Nótese el aumento de 10 veces en la ganancia en 2021 debido al logro de la ignición, seguido del logro de una ganancia objetivo superior a 1 en 2022.

La solución inicial al problema del calentamiento implicó una "conformación" deliberada del suministro de energía. La idea era utilizar un pulso inicial de menor energía para vaporizar la cápsula y provocar la compresión, y luego un pulso muy corto y muy potente cerca del final del ciclo de compresión. El objetivo es generar ondas de choque en el combustible comprimido que se propagan hacia el centro. Al llegar al centro, se encuentran con las ondas que llegan desde otros lados. Esto provoca un breve período en el que la densidad en el centro alcanza valores mucho más altos, superiores a 800  g/ cm³ . [ 15 ]

El concepto de ignición por punto caliente central fue el primero en sugerir que la fusión por confinamiento inercial (FCI) no solo era una vía práctica para la fusión, sino también relativamente sencilla. Esto impulsó numerosos esfuerzos para construir sistemas funcionales a principios de la década de 1970. Estos experimentos revelaron mecanismos de pérdida inesperados. Los primeros cálculos sugerían que se necesitarían aproximadamente 4,5 × 10⁷ J  /g, pero los cálculos modernos lo sitúan más cerca de 10⁸ J  /g. Una mayor comprensión condujo a la compleja conformación del pulso en múltiples intervalos de tiempo. [ 16 ]

Accionamiento directo frente a accionamiento indirecto

La fusión por confinamiento inercial láser de accionamiento indirecto utiliza un hohlraum que se irradia con conos de haz láser desde ambos lados de su superficie interna para bañar una microcápsula de fusión en su interior con rayos X suaves de alta intensidad. Los rayos X de mayor energía se pueden observar filtrándose a través del hohlraum, representados aquí en naranja/rojo.

En el método más simple de confinamiento inercial, el combustible se dispone en forma de esfera. Esto permite comprimirlo uniformemente desde todos los lados. Para generar la fuerza hacia adentro, el combustible se coloca dentro de una cápsula delgada que absorbe la energía de los haces impulsores, provocando que la cubierta de la cápsula explote hacia afuera. La cubierta de la cápsula suele estar hecha de un plástico ligero fabricado mediante polimerización por plasma , y ​​el combustible se deposita como una capa en el interior mediante la inyección o difusión del combustible gaseoso en la cubierta y su posterior congelación. [ 17 ]

La proyección directa de los haces de impulsión sobre la cápsula de combustible se conoce como "impulso directo". El proceso de implosión debe ser extremadamente uniforme para evitar la asimetría debida a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor y efectos similares. Para una energía del haz de 1  MJ, la cápsula de combustible no puede tener un diámetro superior a unos 2  mm, ya que estos efectos alteran la simetría de la implosión. Esto limita el tamaño de los haces láser a un diámetro tan estrecho que resulta difícil de alcanzar en la práctica.

Por otro lado, el método de "impulso indirecto" ilumina un pequeño cilindro de metal pesado, generalmente oro o plomo , conocido como hohlraum . La energía del haz calienta el hohlraum hasta que emite rayos X. Estos rayos X llenan el interior del hohlraum y calientan la cápsula. La ventaja del impulso indirecto es que los haces pueden ser más grandes y menos precisos. La desventaja es que gran parte de la energía suministrada se utiliza para calentar el hohlraum hasta que alcanza una temperatura de emisión de rayos X, por lo que la eficiencia energética total es mucho menor que la del método de impulso directo.

Dentro del esquema de fusión por confinamiento inercial directo, existen dos enfoques alternativos: ignición por choque e ignición rápida. En ambos casos, los procesos de compresión y calentamiento están separados. Primero, un conjunto de láseres impulsores comprimen el combustible hasta un punto óptimo donde el plasma se condensa y se encuentra en un estado de estancamiento, es decir, tiene una temperatura y densidad aproximadamente homogéneas en su núcleo. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] Luego, otro mecanismo calienta el plasma hasta las condiciones de fusión. [ 21 ]

Encendido por choque

Propuesto por C. Zhou y R. Betti, [ 22 ] después de una fase de compresión inicial similar a la del enfoque de accionamiento directo, se aplica un impulsor adicional (como un láser, un haz de electrones o un pulso similar). Esto crea una onda de choque órdenes de magnitud más fuerte. La separación del proceso de compresión del calentamiento final, donde se logra la ignición, ofrece la ventaja de reducir los requisitos de compresión y utilizar mecanismos de deposición de energía más eficientes. Además, algunos hallazgos teóricos y experimentales afirman que este enfoque mejora las condiciones de ignición, [ 23 ] como se demostró, por ejemplo, en el láser OMEGA de la Universidad de Rochester. [ 24 ] Esto aumenta la eficiencia del proceso al tiempo que reduce la cantidad total de potencia requerida.

Encendido rápido

La ignición rápida es una alternativa prometedora para lograr la fusión nuclear dentro del esquema de fusión por confinamiento inercial. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] Similar al esquema de ignición por choque, la ignición rápida divide el proceso de fusión en dos pasos distintos: compresión y calentamiento, cada uno de los cuales puede optimizarse de forma independiente. Después de la fase de precompresión, se utiliza un potente haz de partículas para proporcionar energía adicional directamente al núcleo del combustible. En la ignición rápida, esto se basa en un pulso de calentamiento separado y rápido, mientras que la ignición por choque emplea principalmente ondas de choque para lograr la ignición. El haz aplicado crea un volumen calentado dentro del plasma. Si alguna región de dicho volumen es capaz de encender el proceso de fusión nuclear, entonces, la combustión comenzará y se extenderá al resto del combustible.

Los dos tipos de ignición rápida son el método de "perforación de plasma" [ 28 ] y el método de "cono en capa" [ 29 ] . En la perforación de plasma, un láser previo perfora el plasma exterior de la cápsula en implosión (la corona), antes del último disparo del haz. En el método de cono en capa, la cápsula se monta en el extremo de un pequeño cono de alto z (alto número atómico ) de manera que la punta del cono se proyecta hacia el núcleo. En este segundo método, cuando la cápsula implosiona, el haz tiene una visión clara del núcleo y no utiliza energía para perforar el plasma de la "corona". Sin embargo, la presencia del cono afecta el proceso de implosión de maneras significativas que no se comprenden completamente. En las pruebas, este enfoque presenta dificultades, porque el pulso láser debe alcanzar el centro en un momento preciso, mientras que el centro está oscurecido por los restos y los electrones libres del pulso de compresión. [ 30 ] Una variación de este enfoque de cono incorpora una pequeña pastilla de combustible en el vértice del dispositivo, iniciando una preexplosión preliminar que también se mueve hacia adentro hacia la masa de combustible más grande.

Respecto al haz de potencia, la propuesta original para la ignición rápida implicaba un esquema basado en electrones. [ 31 ] Sin embargo, estaba limitado por las altas divergencias de electrones, las restricciones de energía cinética y la sensibilidad. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] Mientras tanto, la ignición rápida por haces de iones impulsados ​​por láser ofrece una deposición de energía mucho más localizada, un transporte de iones más rígido, con la posibilidad de enfocar el haz y una interacción ión-plasma mejor comprendida y controlada. [ 31 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 36 ] Al principio, los proyectiles propuestos del haz eran iones ligeros, como protones. Sin embargo, estos iones depositan la mayor parte de su energía en el borde del combustible, lo que resulta en una geometría asimétrica del plasma calentado. [ 26 ] Posteriormente, se sugirieron proyectiles más pesados. Su interacción con el plasma es semitransparente en el borde, lo que permite depositar la mayor parte de su energía en el centro del combustible, optimizando así una propagación y explosión simétricas. [ 37 ] El haz de iones utilizado para la ignición final puede optimizarse para lograr las condiciones deseadas para el plasma y la combustión, y para reducir los requisitos del sistema.

Actualmente, varios centros de investigación en todo el mundo están experimentando activamente con la fusión nuclear de ignición rápida, en particular: el High Power Laser Energy Research Facility ( HiPER ), ubicado en múltiples instituciones en Europa. HiPER es una instalación propuesta por la Unión Europea con un presupuesto de 500 millones de libras esterlinas . En comparación con los haces UV de 2  MJ del NIF, el impulsor de HiPER se planeó para ser de 200  kJ y el calentador de 70  kJ, aunque las ganancias de fusión previstas son mayores que las del NIF. Se iba a emplear láseres de diodo , que convierten la electricidad en luz láser con mucha mayor eficiencia y funcionan a menor temperatura. Esto les permite operar a frecuencias mucho más altas. HiPER propuso operar a 1 MJ a 1  Hz, o alternativamente a 100 kJ a 10  Hz. La última actualización del proyecto fue en 2014. Se esperaba que ofreciera un Q más alto con una reducción de 10 veces en los tiempos de construcción. [ 38 ] Actualmente se están llevando a cabo varios proyectos para explorar la ignición rápida, incluyendo mejoras al láser OMEGA en el Laboratorio de Energía Láser (LLE) de la Universidad de Rochester y al dispositivo GEKKO XII en el Instituto de Ingeniería Láser (ILE) de Osaka, Japón. [ 39 ] No obstante, la ignición rápida presenta desafíos particulares, como lograr una deposición óptima de energía en el objetivo, evitar pérdidas innecesarias y transportar adecuadamente los electrones o iones rápidos a través del plasma sin crear divergencias o inestabilidades. [ 40 ]

Fabricación de cápsulas de combustible de polímero

Para las cápsulas de combustible construidas con polímero de descarga luminiscente (GDP) mediante polimerización por plasma , los diámetros exteriores pueden variar desde 900  μm (típico del sistema láser OMEGA en el Laboratorio de Energía Láser ) hasta 2 mm (típico del láser NIF en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ). El proceso para producir cápsulas de GDP comienza con una burbuja de poli( α-metilestireno ) (PAMS) que sirve como mandril descomponible. A continuación, la burbuja se recubre con GDP hasta el espesor deseado. Finalmente, la burbuja recubierta se calienta en una atmósfera inerte. Al alcanzar los 300  °C, la burbuja de PAMS se descompone en sus monómeros y se difunde fuera del recubrimiento, dejando solo una esfera hueca del recubrimiento de GDP. [ 41 ]

El GDP se presta a las cápsulas de fusión inercial —especialmente a las utilizadas en configuraciones de accionamiento directo— debido a su capacidad para crear películas delgadas uniformes y con pocos defectos, permeables al combustible de deuterio y tritio. La permeación del combustible en la cápsula elimina la necesidad de perforarla para facilitar la inyección de combustible, lo que reduce la complejidad y la asimetría generales del blanco de fusión. Los rigurosos requisitos de uniformidad y esfericidad de los experimentos de fusión de accionamiento directo hacen que el GDP sea el material preferido para las cápsulas. Además, las capas de GDP pueden doparse con diferentes elementos para proporcionar señales de diagnóstico o evitar el precalentamiento del combustible. [ 42 ]

Desafíos

Maqueta de un hohlraum de la Instalación Nacional de Ignición (NIF) chapado en oro.

Los principales desafíos para mejorar el rendimiento de la CIF son:

  • Mejorar la energía suministrada al objetivo.
  • Controlar la simetría del combustible en implosión
  • Retrasar el calentamiento del combustible hasta que se alcance la densidad suficiente.
  • Prevención de la mezcla prematura de combustible caliente y frío por inestabilidades hidrodinámicas.
  • Lograr la convergencia de la onda de choque en el centro del combustible.

Para enfocar la onda de choque en el centro del objetivo, este debe fabricarse con gran precisión y esfericidad , con tolerancias de tan solo unos pocos micrómetros en su superficie (interna y externa). Los láseres deben apuntar con precisión en el espacio y el tiempo. La sincronización del haz es relativamente sencilla y se resuelve mediante líneas de retardo en la trayectoria óptica de los haces para lograr una precisión de picosegundos .El otro problema principal es el llamado desequilibrio "haz-haz" y la anisotropía del haz . Estos problemas se presentan, respectivamente, cuando la energía entregada por un haz puede ser mayor o menor que la de otros haces que inciden sobre él, y cuando aparecen "puntos calientes" dentro del diámetro del haz que impacta en el objetivo, lo que induce una compresión desigual en la superficie del objetivo, formando así inestabilidades de Rayleigh-Taylor [ 43 ] en el combustible, mezclándolo prematuramente y reduciendo la eficacia del calentamiento en el instante de máxima compresión. La inestabilidad de Richtmyer-Meshkov también se forma durante el proceso debido a las ondas de choque.

Un blanco de fusión por confinamiento inercial, que consistía en un blanco cilíndrico relleno de espuma con perturbaciones mecanizadas, siendo comprimido por el láser Nova. Este disparo se realizó en 1995. La imagen muestra la compresión del blanco, así como el crecimiento de las inestabilidades de Rayleigh-Taylor. [ 44 ]

Estos problemas se han mitigado mediante técnicas de suavizado del haz y diagnósticos de energía del haz; sin embargo, la inestabilidad RT sigue siendo un problema importante. Los blancos modernos de hielo de hidrógeno criogénico tienden a congelar una fina capa de deuterio en el interior de la capa mientras se irradia con un láser infrarrojo de baja potencia para suavizar su superficie interna y se monitoriza con una cámara equipada con microscopio , lo que permite monitorizar la capa de cerca. [ 45 ] Los blancos criogénicos rellenos de DT son "auto-alisados" debido a la pequeña cantidad de calor creada por la desintegración del tritio. Esto se conoce como " capa beta ". [ 46 ]

Una microcápsula de combustible de fusión por confinamiento inercial (a veces llamada "microesfera") del tamaño utilizado en el NIF, que puede llenarse con gas deuterio y tritio o hielo de DT. La cápsula puede insertarse en un hohlraum (como se describió anteriormente) e implosionarse en el modo de impulsión indirecta , o bien irradiarse directamente con energía láser en la configuración de impulsión directa . Las microcápsulas utilizadas en sistemas láser anteriores eran significativamente más pequeñas debido a la menor potencia de irradiación que los láseres anteriores podían suministrar al objetivo.

En el método de impulsión indirecta, [ 47 ] la absorción de rayos X térmicos por el blanco es más eficiente que la absorción directa de luz láser. Sin embargo, los hohlraums consumen una cantidad considerable de energía para calentarse, lo que reduce significativamente la eficiencia de la transferencia de energía. Generalmente, los blancos de hohlraum de impulsión indirecta se utilizan para simular pruebas de armas termonucleares, dado que el combustible de fusión en estas armas también se detona principalmente por radiación de rayos X.

Los controladores de ICF están evolucionando. Los láseres han aumentado su potencia desde unos pocos julios y kilovatios hasta megajulios y cientos de teravatios, utilizando principalmente luz con frecuencia duplicada o triplicada proveniente de amplificadores de vidrio de neodimio . [ 48 ]

Los haces de iones pesados ​​resultan especialmente interesantes para la generación comercial, ya que son fáciles de crear, controlar y enfocar. Sin embargo, es difícil alcanzar las densidades de energía necesarias para implosionar un objetivo de manera eficiente, y la mayoría de los sistemas de haces de iones requieren el uso de una cámara de plasma que rodee el objetivo para uniformizar la irradiación.

Historia

Concepción

Estados Unidos

La historia de la ICF comenzó como parte de la conferencia " Átomos para la Paz " en 1957. Esta fue una conferencia internacional patrocinada por la ONU entre Estados Unidos y la Unión Soviética . Se consideró la posibilidad de utilizar una bomba de hidrógeno para calentar una caverna llena de agua. El vapor resultante podría utilizarse para alimentar generadores convencionales y, de este modo, proporcionar energía eléctrica. [ 7 ]

Esta reunión dio lugar a la Operación Plowshare , formada en junio de 1957 y nombrada formalmente en 1961. Incluía tres conceptos principales: la generación de energía mediante el Proyecto PACER, el uso de explosiones nucleares para excavación y para la fracturación hidráulica en la industria del gas natural . PACER se probó directamente en diciembre de 1961 cuando el dispositivo del Proyecto Gnome  de 3 kt fue detonado en sal estratificada en Nuevo México. Ante la mirada de la prensa, se liberó vapor radiactivo del pozo de perforación, a cierta distancia del lugar de la prueba. Estudios posteriores diseñaron cavidades artificiales para reemplazar las naturales, pero Plowshare empeoró progresivamente, especialmente tras el fallo de Sedan en 1962 , que produjo una importante lluvia radiactiva . PACER continuó recibiendo financiación hasta 1975, cuando un estudio independiente demostró que el coste de la electricidad generada por PACER sería diez veces superior al de las centrales nucleares convencionales. [ 49 ]

Otro resultado de Átomos para la Paz fue impulsar a John Nuckolls a considerar qué sucede en el lado de fusión de la bomba a medida que se reduce la masa de combustible. Este trabajo sugirió que, en tamaños del orden de miligramos, se necesitaría poca energía para encender el combustible, mucha menos que en un primario de fisión. [ 7 ] Propuso construir, en efecto, diminutos explosivos de fusión total utilizando una pequeña gota de combustible DT suspendida en el centro de un hohlraum. La carcasa proporcionaba el mismo efecto que la carcasa de una bomba H, atrapando rayos X en su interior para irradiar el combustible. La principal diferencia es que los rayos X serían suministrados por un dispositivo externo que calentaba la carcasa desde el exterior hasta que brillara en la región de rayos X. La energía sería suministrada por una fuente de energía pulsada entonces no identificada a la que se refería, utilizando terminología de bombas, como el "primario". [ 50 ]

La principal ventaja de este esquema es la eficiencia de fusión a altas densidades. Según el criterio de Lawson, la cantidad de energía necesaria para calentar el combustible DT hasta condiciones de equilibrio a presión ambiente es quizás 100 veces mayor que la energía necesaria para comprimirlo a una presión que proporcionaría la misma tasa de fusión. Por lo tanto, en teoría, el enfoque de fusión por confinamiento inercial (ICF) podría ofrecer una ganancia considerablemente mayor. [ 50 ] Esto se puede comprender al considerar las pérdidas de energía en un escenario convencional donde el combustible se calienta lentamente, como en el caso de la energía de fusión magnética ; la tasa de pérdida de energía al entorno se basa en la diferencia de temperatura entre el combustible y su entorno, que continúa aumentando a medida que aumenta la temperatura del combustible. En el caso de ICF, todo el hohlraum se llena de radiación de alta temperatura, lo que limita las pérdidas. [ 51 ]

Alemania

En 1956, el pionero de la fusión nuclear Carl Friedrich von Weizsäcker organizó una reunión en el Instituto Max Planck de Alemania . En dicha reunión, Friedwardt Winterberg propuso la ignición no fisionable de una microexplosión termonuclear mediante una onda de choque convergente impulsada por explosivos de alta potencia. [ 52 ] Un informe desclasificado de la antigua Stasi de Alemania Oriental (Staatsicherheitsdienst) contiene más referencias al trabajo de Winterberg en Alemania sobre microexplosiones nucleares (mininucleares) . [ 53 ]

En 1964, Winterberg propuso que la ignición podría lograrse mediante un haz intenso de micropartículas aceleradas a una velocidad de 1000  km/s. [ 54 ] En 1968, propuso utilizar haces intensos de electrones e iones generados por generadores Marx para el mismo propósito. [ 55 ] La ventaja de esta propuesta es que los haces de partículas cargadas no solo son menos costosos que los haces láser, sino que pueden atrapar los productos de la reacción de fusión cargados debido al fuerte campo magnético propio del haz, reduciendo drásticamente los requisitos de compresión para blancos cilíndricos encendidos por haz.

URSS

En 1967, el investigador Gurgen Askaryan publicó un artículo en el que proponía el uso de haces láser focalizados en la fusión de deuteruro de litio o deuterio. [ 56 ]

Investigación temprana

A finales de la década de 1950, colaboradores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) realizaron simulaciones por computadora del concepto de fusión por confinamiento inercial (FCI). A principios de 1960, llevaron a cabo una simulación completa de la implosión de 1  mg de combustible DT dentro de una capa densa. La simulación sugirió que una entrada de potencia de 5 MJ al hohlraum produciría una salida de fusión de 50 MJ, una ganancia de 10x. Esto fue antes de que se consideraran el láser y una variedad de otros posibles impulsores, incluyendo máquinas de potencia pulsada, aceleradores de partículas cargadas, cañones de plasma y cañones de perdigones hiperveloces . [ 57 ]

Dos avances teóricos impulsaron el campo. Uno provino de nuevas simulaciones que consideraron la sincronización de la energía suministrada en el pulso, conocida como "conformación del pulso", lo que condujo a una mejor implosión. El segundo fue hacer la capa mucho más grande y delgada, formando una capa delgada en lugar de una bola casi sólida. Estos dos cambios aumentaron drásticamente la eficiencia de la implosión y, por lo tanto, redujeron considerablemente la energía de compresión requerida. Utilizando estas mejoras, se calculó que se necesitaría un impulsor de aproximadamente 1 MJ, [ 58 ] una reducción de cinco veces. Durante los dos años siguientes, se propusieron otros avances teóricos, en particular el desarrollo por parte de Ray Kidder de un sistema de implosión sin hohlraum, el llamado enfoque de "impulso directo", y el trabajo de Stirling Colgate y Ron Zabawski sobre sistemas con tan solo 1 μg de combustible DT. [ 59 ]

La introducción del láser en 1960 en los Laboratorios de Investigación Hughes en California parecía presentar un mecanismo de accionamiento perfecto. Sin embargo, la potencia máxima producida por estos dispositivos parecía muy limitada, muy por debajo de la necesaria. Esto se solucionó con la introducción de la conmutación Q por Gordon Gould, que se aplicó a los láseres en 1961 en los Laboratorios de Investigación Hughes . La conmutación Q permite bombear un amplificador láser a energías muy altas sin iniciar la emisión estimulada , y luego activarlo para liberar esta energía en una ráfaga mediante la introducción de una pequeña señal semilla. Con esta técnica, parecía que cualquier límite a la potencia del láser se encontraba dentro del rango útil para la fusión por confinamiento inercial (ICF). [ 60 ]

A partir de 1962, [ a ] el director de Livermore, John S. Foster, Jr., y Edward Teller comenzaron un pequeño estudio sobre láseres de fusión por confinamiento inercial (FCI). Incluso en esta etapa temprana, la idoneidad de la FCI para la investigación de armas se comprendía bien y fue la razón principal de su financiación. [ 61 ] Durante la década siguiente, el LLNL fabricó pequeños dispositivos experimentales para estudios básicos de interacción láser-plasma.

Comienza el desarrollo

En 1967, Kip Siegel fundó KMS Industries. A principios de la década de 1970, creó KMS Fusion para iniciar el desarrollo de un sistema ICF basado en láser. [ 62 ] Este desarrollo generó una considerable oposición por parte de los laboratorios de armamento, incluido el LLNL, que esgrimieron diversas razones por las que no se debía permitir a KMS desarrollar ICF públicamente. Esta oposición se canalizó a través de la Comisión de Energía Atómica , que controlaba la financiación. A esto se sumaron los rumores de un agresivo programa soviético de ICF, nuevos láseres de CO₂ y de vidrio de mayor potencia , el concepto de impulsor de haz de electrones y la crisis energética , que impulsó numerosos proyectos energéticos. [ 61 ]

En 1972, John Nuckolls escribió un artículo que presentaba la ICF y sugería que se podrían fabricar sistemas de prueba para generar fusión con controladores en el rango de kJ, y sistemas de alta ganancia con controladores de MJ. [ 63 ] [ 64 ]

A pesar de los recursos limitados y los problemas comerciales, KMS Fusion demostró con éxito la fusión IFC el 1 de mayo de 1974. [ 65 ] Este éxito fue seguido poco después por la muerte de Siegel y el fin de KMS Fusion un año más tarde. [ 62 ] Para entonces, varios laboratorios de armas y universidades habían comenzado sus propios programas, en particular los láseres de estado sólido ( láseres de Nd:vidrio ) en LLNL y la Universidad de Rochester , y los sistemas de láseres de excímeros de fluoruro de kriptón en Los Alamos y el Laboratorio de Investigación Naval .

ICF de "alta energía"

Los experimentos de fusión por confinamiento inercial (FCI) de alta energía (varios cientos de julios por disparo) comenzaron a principios de la década de 1970, con la aparición de láseres más avanzados. La financiación para la investigación en fusión, impulsada por las crisis energéticas, produjo rápidos avances en el rendimiento, y los diseños inerciales pronto alcanzaron el mismo tipo de condiciones de "por debajo del punto de equilibrio" que los mejores sistemas de fusión por confinamiento magnético (FCM).

El LLNL, en particular, contaba con una buena financiación e inició un programa de desarrollo de fusión láser. Su láser Janus comenzó a operar en 1974 y validó el enfoque de utilizar láseres de Nd:vidrio para dispositivos de alta potencia. Se exploraron problemas de enfoque en los láseres Long Path y Cyclops , lo que condujo al láser Argus, de mayor tamaño . Ninguno de estos dispositivos estaba destinado a ser práctico, pero aumentaron la confianza en la validez del enfoque. Se creía entonces que un dispositivo mucho mayor, del tipo Cyclops, podría comprimir y calentar los blancos, provocando la ignición. Esta idea errónea se basaba en la extrapolación de los rendimientos de fusión observados en experimentos que utilizaban la cápsula de combustible denominada "explosiva". A finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, las estimaciones de la energía láser necesaria en el blanco para lograr la ignición se duplicaron casi anualmente a medida que se comprendían mejor las inestabilidades del plasma y los modos de pérdida de acoplamiento de energía láser-plasma. La constatación de que los diseños de blancos de empuje explosivo y las intensidades de irradiación láser de un solo dígito en kilojulios (kJ) nunca alcanzarían altos rendimientos llevó al esfuerzo por aumentar las energías láser hasta el nivel de 100 kJ en la banda ultravioleta y a la producción de diseños avanzados de blancos de hielo DT criogénicos y de ablación.

Shiva y Nova

Uno de los primeros intentos a gran escala de diseñar un generador de combustible de fusión por confinamiento inercial (ICF) fue el láser Shiva , un sistema láser de vidrio dopado con neodimio de 20 haces en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), que comenzó a operar en 1978. Shiva fue un diseño de "prueba de concepto" destinado a demostrar la compresión de cápsulas de combustible de fusión a una densidad muchas veces superior a la del hidrógeno líquido. En este sentido, Shiva tuvo éxito, alcanzando 100 veces la densidad del deuterio líquido. Sin embargo, debido al acoplamiento del láser con electrones calientes, el calentamiento prematuro del plasma denso resultó problemático y los rendimientos de fusión fueron bajos. Este fallo en el calentamiento eficiente del plasma comprimido puso de manifiesto la necesidad de utilizar multiplicadores de frecuencia óptica como solución, que triplicarían la frecuencia de la luz infrarroja del láser, elevándola al ultravioleta a 351  nm. En el Laboratorio de Energía Láser de 1980 se experimentó con esquemas para triplicar eficientemente la frecuencia de la luz láser, en el láser OMEGA de 24 haces y en el láser NOVETTE . Posteriormente, se diseñó el láser Nova con 10 veces la energía del láser Shiva, el primer diseño con el objetivo específico de alcanzar la ignición.

Nova también fracasó, esta vez debido a una variación severa en la intensidad del láser en sus haces (y diferencias en la intensidad entre haces) causada por la filamentación, lo que resultó en una gran falta de uniformidad en la suavidad de la irradiación en el objetivo y una implosión asimétrica. Las técnicas pioneras anteriores no pudieron abordar estos nuevos problemas. Este fracaso llevó a una comprensión mucho mayor del proceso de implosión, y el camino a seguir parecía nuevamente claro, a saber, aumentar la uniformidad de la irradiación, reducir los puntos calientes en los haces láser mediante técnicas de suavizado de haces para reducir las inestabilidades de Rayleigh-Taylor y aumentar la energía del láser en el objetivo en al menos un orden de magnitud. La financiación fue limitada en la década de 1980.

Instalación Nacional de Ignición

Cámara de tiro de la Instalación Nacional de Ignición

El diseño resultante de 192 haces, denominado Instalación Nacional de Ignición , comenzó a construirse en LLNL en 1997. El objetivo principal de NIF es operar como el dispositivo experimental insignia del llamado programa de administración nuclear , apoyando el papel tradicional de LLNL en la fabricación de bombas. Completado en marzo de 2009, [ 66 ] los experimentos de NIF establecieron nuevos récords de entrega de potencia por un láser. [ 67 ] [ 68 ] A partir del 27 de septiembre de 2013, por primera vez la energía de fusión generada fue mayor que la energía absorbida en el combustible de deuterio-tritio . [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] En junio de 2018, NIF anunció una producción récord de 54 kJ de salida de energía de fusión. [ 72 ] El 8 de agosto de 2021 [ 73 ] el NIF produjo 1,3 MJ de salida, 25 veces más que el resultado de 2018, generando el 70% de la definición de punto de equilibrio de la ignición, cuando la energía de salida es igual a la energía de entrada. [ 74 ] A diciembre de 2022, el NIF afirma [ 75 ] haberse convertido en el primer experimento de fusión en lograr el punto de equilibrio científico el 5 de diciembre de 2022, con un experimento que produjo 3,15 megajulios de energía a partir de una entrada de luz láser de 2,05 megajulios (algo menos que la energía necesaria para hervir 1  kg de agua) para una ganancia de energía de aproximadamente 1,5. [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]

Otros proyectos

El Laser Mégajoule francés logró su primera línea experimental en 2002, y sus primeros disparos al objetivo se realizaron en 2014. [ 80 ] La máquina estaba aproximadamente completa en un 75% en 2016.

El dispositivo de compresión Z utiliza un enfoque completamente diferente . Este dispositivo emplea corrientes eléctricas masivas que se conmutan en un cilindro compuesto por hilos extremadamente finos. Los hilos se vaporizan para formar un plasma conductor de alta corriente. El campo magnético circunferencial resultante comprime el cilindro de plasma, provocando su implosión y generando un pulso de rayos X de alta potencia que puede utilizarse para implosionar una cápsula de combustible. Entre los desafíos de este enfoque se incluyen las temperaturas de impulsión relativamente bajas, que dan lugar a velocidades de implosión lentas y un crecimiento potencialmente grande de la inestabilidad, así como el precalentamiento causado por los rayos X de alta energía. [ 81 ] [ 82 ]

Se propuso la ignición por choque para abordar los problemas de la ignición rápida. [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] Japón desarrolló el diseño KOYO-F y el reactor experimental de prueba de fusión inercial láser (LIFT). [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] En abril de 2017, la empresa emergente de energía limpia Apollo Fusion comenzó a desarrollar una tecnología de reactor híbrido de fusión-fisión. [ 89 ] [ 90 ]

En Alemania, la empresa tecnológica Marvel Fusion está trabajando en la fusión por confinamiento inercial iniciada por láser . [ 91 ] La startup adoptó un láser de alta energía de pulso corto y el combustible aneutrónico pB11 . [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] Fue fundada en Múnich en 2019. [ 95 ] [ 96 ] Trabaja con Siemens Energy , TRUMPF y Thales . [ 97 ] La empresa se asoció con LMU Munich en julio de 2022. [ 98 ]

En marzo de 2022, la empresa australiana HB11 anunció la fusión mediante el láser no térmico pB11, con una tasa de creación de partículas alfa superior a la prevista. [ 99 ] Otras empresas incluyen Longview Fusion, similar a NIF, y Focused Energy, especializada en ignición rápida. [ 100 ]

Aplicaciones

Generación de electricidad

Las centrales eléctricas de fusión inercial (IFE, por sus siglas en inglés) se han estudiado desde finales de la década de 1970. Estos dispositivos debían introducir múltiples objetivos por segundo en la cámara de reacción, utilizando la energía resultante para accionar una turbina de vapor convencional .

Desafíos técnicos

El láser Electra del Laboratorio de Investigación Naval demostró más de 90.000 disparos durante 10 horas a 700 julios. [ 101 ]

Incluso si se resolvieran todos los desafíos técnicos para lograr la ignición, abundan los problemas prácticos. Dada la eficiencia del 1 al 1,5 % del proceso de amplificación láser y que los sistemas de turbinas impulsadas por vapor suelen tener una eficiencia de alrededor del 35 %, las ganancias de fusión tendrían que ser del orden de 125 veces solo para alcanzar el punto de equilibrio energético. [ 102 ]

Es posible lograr una mejora de un orden de magnitud en la eficiencia del láser mediante el uso de diseños que reemplacen las lámparas de destello con diodos láser sintonizados para producir la mayor parte de su energía en un rango de frecuencia de fuerte absorción. Los dispositivos experimentales iniciales ofrecen eficiencias de alrededor del 10 %, y se sugiere que es posible alcanzar el 20 %.

El NIF utiliza unos 330  MJ para producir los haces impulsores, lo que produce un rendimiento esperado de unos 20  MJ, con un rendimiento máximo creíble de 45  MJ.

Extracción de energía

Los sistemas ICF se enfrentan a algunos de los mismos problemas de extracción de energía secundaria que los sistemas MCF. Una de las principales preocupaciones es cómo eliminar con éxito el calor de la cámara de reacción sin interferir con los blancos y los haces impulsores. Otra preocupación es que los neutrones liberados reaccionen con la estructura del reactor, debilitándola mecánicamente y volviéndola intensamente radiactiva. Los metales convencionales como el acero tendrían una vida útil corta y requerirían el reemplazo frecuente de las paredes de contención del núcleo. Otra preocupación es el material residual de la fusión (restos que quedan en la cámara de reacción), que podría interferir con disparos posteriores, incluyendo cenizas de helio producidas por la fusión, junto con hidrógeno no quemado y otros elementos utilizados en el combustible. Este problema es más problemático en los sistemas de impulso indirecto. Si la energía del impulsor no alcanza el combustible y golpea la cámara de contención, el material podría contaminar la región de interacción, las lentes o los elementos de enfoque.

Un concepto, como se muestra en el diseño de HYLIFE-II, consiste en utilizar una "cascada" de FLiBe , una mezcla fundida de sales de fluoruro de litio y berilio , que protege la cámara de los neutrones y disipa el calor. El FLiBe se introduce en un intercambiador de calor donde calienta el agua para las turbinas. [ 103 ] El tritio producido por la fisión de núcleos de litio puede extraerse para cerrar el ciclo del combustible termonuclear de la central eléctrica, algo necesario para su funcionamiento continuo, ya que el tritio es escaso y, de lo contrario, debe fabricarse. Otro concepto, Sombrero, utiliza una cámara de reacción construida con polímero reforzado con fibra de carbono, que tiene una baja sección transversal de neutrones. La refrigeración se proporciona mediante una cerámica fundida, elegida por su capacidad de absorber los neutrones y su eficiencia como agente de transferencia de calor. [ 104 ]

Una implosión de fusión por confinamiento inercial en una nova, que crea condiciones de "microsol" con una densidad y temperatura tremendamente altas, que rivalizan incluso con las que se encuentran en el núcleo del Sol .

Viabilidad económica

Otro factor que juega en contra de la IFE es el costo del combustible. Incluso mientras Nuckolls desarrollaba sus primeros cálculos, sus colegas señalaron que si una máquina IFE produce 50  MJ de energía de fusión, una descarga podría producir quizás 10  MJ (2,8 kWh) de energía. Las tarifas mayoristas de energía eléctrica en la red eran de aproximadamente 0,3 centavos/kWh en ese momento, lo que significaba que el valor monetario de la descarga era quizás de un centavo. En los 50 años transcurridos, el precio real de la energía se ha mantenido prácticamente igual, y la tarifa en 2012 en Ontario, Canadá, era de aproximadamente 2,8 centavos/kWh. [ 105 ] Por lo tanto, para que una planta IFE fuera económicamente viable, las descargas de combustible tendrían que costar considerablemente menos de diez centavos en dólares de 2012.

Los sistemas de accionamiento directo evitan el uso de un hohlraum y, por lo tanto, pueden resultar menos costosos en términos de combustible. Sin embargo, estos sistemas aún requieren un ablador, y la precisión y las consideraciones geométricas son cruciales. Aun así, el enfoque de accionamiento directo podría no ser más económico de operar.

armas nucleares

Las condiciones de alta temperatura y densidad que se encuentran durante un experimento de ICF son similares a las de un arma termonuclear y tienen aplicaciones en los programas de armas nucleares. Cuando se introduce energía en los pellets de combustible, el resultado son explosiones de ondas de choque. Con suficientes ondas de choque, los pellets de combustible se combinan para formar helio, y se libera un neutrón libre y energía. Los experimentos de ICF podrían utilizarse, por ejemplo, para ayudar a determinar cómo se degrada el rendimiento de una ojiva a medida que envejece, o como parte de un programa de diseño de armas. Mantener el conocimiento y la experiencia dentro del programa de armas nucleares es otra motivación para llevar a cabo la ICF. [ 106 ] [ 107 ] La financiación para el NIF y Z en los Estados Unidos proviene del programa de Administración de Reservas de Armas Nucleares, cuyos objetivos están orientados en consecuencia. [ 108 ] Se ha argumentado que algunos aspectos de la investigación de ICF violan el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares o el Tratado de No Proliferación Nuclear . [ 109 ] A largo plazo, a pesar de los formidables obstáculos técnicos, la investigación sobre la FCI podría conducir a la creación de un " arma de fusión pura ". [ 110 ]

fuente de neutrones

La ICF tiene el potencial de producir órdenes de magnitud más neutrones que la espalación . Los neutrones son capaces de localizar átomos de hidrógeno en moléculas, resolver el movimiento térmico atómico y estudiar las excitaciones colectivas de fotones de manera más efectiva que los rayos X. Los estudios de dispersión de neutrones de estructuras moleculares podrían resolver problemas asociados con el plegamiento de proteínas , la difusión a través de membranas , los mecanismos de transferencia de protones , la dinámica de motores moleculares , etc., modulando los neutrones térmicos en haces de neutrones lentos. [ 111 ] En combinación con materiales fisionables, los neutrones producidos por ICF pueden potencialmente usarse en diseños de fusión nuclear híbrida para producir energía eléctrica.

Véase también

Notas

  1. ↑ Mahlhorn dice 1963.

Referencias

  1. ↑ Makhijani, Arjun (13 de diciembre de 2024). "El entrelazamiento de la investigación sobre energía de fusión y las bombas" . Boletín de los científicos atómicos . Consultado el 1 de marzo de 2025 .
  2. ↑ "La Instalación Nacional de Ignición logra la ignición por fusión" . Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . Consultado el 13 de diciembre de 2022 .
  3. ↑ Adrienne Vogt; Mike Hayes; Ella Nilsen; Elise Hammond (13 de diciembre de 2022). "13 de diciembre de 2022: Funcionarios estadounidenses anuncian un avance en la fusión nuclear" . CNN . Consultado el 14 de diciembre de 2022 .
  4. 1 2 "Física básica de la fusión" . Organismo Internacional de Energía Atómica . 12 de octubre de 2016.
  5. ↑ Hoffman, Mark (23 de marzo de 2013). "¿Qué son los criterios de Lawson o cómo hacer viable la energía de fusión?" . Scienceworldreport.com . Consultado el 23 de agosto de 2014 .
  6. 1 2 Sublette, Carey (19 de marzo de 2019). "Sección 4.0 Ingeniería y diseño de armas nucleares" . Archivo de armas nucleares . Archivado del original el 6 de febrero de 2021. Recuperado el 9 de febrero de 2021 .
  7. 1 2 3 4 Nuckolls 1998 , pág. 1.
  8. ↑ Keefe 1982 , pág. 10.
  9. ↑ Long, F. (octubre de 1976). "Explosiones nucleares pacíficas" . Boletín de los científicos atómicos . 32 (8): 18. Bibcode : 1976BuAtS..32h..18L . doi : 10.1080/00963402.1976.11455642 .
  10. 1 2 Emmett, Nuckolls y Wood 1974 , pág. 24.
  11. ↑ Emmett, Nuckolls y Wood 1974 , pág. 25.
  12. ↑ Emmett, Nuckolls y Wood 1974 , págs. 25–26.
  13. 1 2 Emmett, Nuckolls y Wood 1974 , pág. 26.
  14. ↑ Malik 2021 , pág. 284.
  15. ↑ Pfalzner 2006 , pág. 15.
  16. ↑ "Moldeo de pulsos" . LLNL .
  17. ↑ Morse, Samuel FB, editor. "Diseños de blancos de accionamiento directo para la Instalación Nacional de Ignición". LLE Review 79: Informe trimestral, vol. 79, abril de 1999, págs. 121–130.
  18. ↑ Sunahara, A.; Takabe, H.; Mima, K. (1999-02-01). "Simulación 2D de inestabilidad hidrodinámica en la fase de estancamiento de la FCI" . Fusion Engineering and Design . 44 (1): 163– 169. Bibcode : 1999FusED..44..163S . doi : 10.1016/S0920-3796(98)00362-7 . ISSN 0920-3796 . 
  19. ^ Kodama, R.; Norreys, Pensilvania; Mima, K.; Dangor, AE; Evans, RG; Fujita, H.; Kitagawa, Y.; Krushelnick, K.; Miyakoshi, T.; Miyanaga, N.; Norimatsu, T.; Rosa, SJ; Shozaki, T.; Shigemori, K.; Sunahara, A. (agosto de 2001). "Calentamiento rápido de plasma de ultra alta densidad como paso hacia la ignición por fusión láser" . Naturaleza . 412 (6849): 798– 802. Bibcode : 2001Natur.412..798K . doi : 10.1038/35090525 . ISSN 1476-4687 . PMID 11518960 .  
  20. ↑ Betti, R.; Zhou, C. (2005-11-08). "Conjunto de combustible de alta densidad y alta ρR para fusión por confinamiento inercial de ignición rápida" . Physics of Plasmas . 12 (11): 110702. Bibcode : 2005PhPl...12k0702B . doi : 10.1063/1.2127932 . ISSN 1070-664X . 
  21. ↑ Rodríguez Beltrán, Pablo (2024). "Estudio sistemático de la interacción entre haces de iones y plasmas mediante simulaciones espacio-temporales en el contexto de la fusión nuclear por ignición rápida de iones" .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  22. ↑ Betti, R.; Zhou, CD; Anderson, KS; Perkins, LJ; Theobald, W.; Solodov, AA (2007-04-12). "Ignición por choque de combustible termonuclear con alta densidad superficial" . Physical Review Letters . 98 (15) 155001. Bibcode : 2007PhRvL..98o5001B . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.155001 . PMID 17501359 . 
  23. ↑ Theobald, W.; Betti, R.; Stoeckl, C.; Anderson, KS; Delettrez, JA; Glebov, V. Yu.; Goncharov, VN; Marshall, FJ; Maywar, DN; McCrory, RL; Meyerhofer, DD; Radha, PB; Sangster, TC; Seka, W.; Shvarts, D. (2008-03-26). "Experimentos iniciales sobre el concepto de fusión por confinamiento inercial de ignición por choque")" . Physics of Plasmas . 15 (5): 056306. Bibcode : 2008PhPl...15e6306T . doi : 10.1063/1.2885197 . ISSN 1070-664X . 
  24. ↑ Ribeyre, X.; Tikhonchuk, VT; Breil, J.; Lafon, M.; Le Bel, E. (2011-10-11). "Criterios analíticos para la ignición por choque de reacciones de fusión en un punto caliente central" . Physics of Plasmas . 18 (10): 102702. Bibcode : 2011PhPl...18j2702R . doi : 10.1063/1.3646743 . ISSN 1070-664X . 
  25. ↑ Tabak, Max; Hammer, James; Glinsky, Michael E.; Kruer, William L.; Wilks, Scott C.; Woodworth, John; Campbell, E. Michael; Perry, Michael D.; Mason, Rodney J. (1994-05-01). "Ignición y alta ganancia con láseres ultrapotentes*" . Física de plasmas . 1 (5): 1626– 1634. Bibcode : 1994PhPl....1.1626T . doi : 10.1063/1.870664 . ISSN 1070-664X . 
  26. 1 2 3 Roth, M.; Cowan, TE; Key, MH; Hatchett, SP; Brown, C.; Fountain, W.; Johnson, J.; Pennington, DM; Snavely, RA; Wilks, SC; Yasuike, K.; Ruhl, H.; Pegoraro, F.; Bulanov, SV; Campbell, EM (2001-01-15). "Ignición rápida mediante haces de protones acelerados por láser intensos" . Physical Review Letters . 86 (3): 436– 439. Bibcode : 2001PhRvL..86..436R . doi : 10.1103/PhysRevLett.86.436 . PMID 11177849 . 
  27. 1 2 Roth, M (2009-01-01). "Revisión del estado actual y perspectivas de la ignición rápida en objetivos de fusión impulsados ​​por haces de protones intensos generados por láser" . Plasma Physics and Controlled Fusion . 51 (1) 014004. Bibcode : 2009PPCF...51a4004R . doi : 10.1088/0741-3335/51/1/014004 . ISSN 0741-3335 . 
  28. ↑ Max Tabak; James Hammer; Michael E. Glinsky; William L. Kruer; Scott C. Wilks; John Woodworth; E. Michael Campbell; Michael D. Perry; Rodney J. Mason (1994). "Ignición y alta ganancia con láseres ultrapotentes" . Phys. Plasmas . 1 (5): 1626– 1634. Bibcode : 1994PhPl....1.1626T . doi : 10.1063/1.870664 . Consultado el 20 de noviembre de 2023 .
  29. ↑ PA Norreys; R. Allott; RJ Clarke; J. Collier; D. Neely; SJ Rose; M. Zepf; M. Santala; AR Bell; K. Krushelnick; AE Dangor; NC Woolsey; RG Evans; H. Habara; T. Norimatsu; R. Kodama (2000). "Estudios experimentales del esquema avanzado de ignitor rápido" . Phys. Plasmas . 7 (9): 3721– 3726. Bibcode : 2000PhPl....7.3721N . doi : 10.1063/1.1287419 . Recuperado el 20 de noviembre de 2023 .
  30. ↑ Meier, WR; y Hogan, WJ (1 de abril de 2006). "Consideraciones sobre la planta de energía y la cámara de fusión para la ignición rápida" . Ciencia y tecnología de la fusión . 49 (3): 532– 541. Bibcode : 2006FuST...49..532M . doi : 10.13182/FST06-A1165 . ISSN 1536-1055 . 
  31. 1 2 Tabak, Max; Callahan-Miller, Debra (1998-05-01). "Diseño de un blanco de radiador distribuido para fusión inercial impulsada desde dos lados con haces de iones pesados" . Física de Plasmas . 5 (5): 1895– 1900. Bibcode : 1998PhPl....5.1895T . doi : 10.1063/1.872860 . ISSN 1070-664X . 
  32. ↑ Robinson, APL; Zepf, M; Kar, S; Evans, RG; Bellei, C (2008-01-21). "Aceleración de láminas delgadas por presión de radiación con pulsos láser polarizados circularmente" . New Journal of Physics . 10 (1) 013021. arXiv : 0708.2040 . Bibcode : 2008NJPh...10a3021R . doi : 10.1088/1367-2630/10/1/013021 . ISSN 1367-2630 . 
  33. ↑ Green, JS; Ovchinnikov, VM; Evans, RG; Akli, KU; Azechi, H.; Beg, FN; Bellei, C.; Freeman, RR; Habara, H.; Heathcote, R.; Key, MH; King, JA; Lancaster, KL; Lopes, NC; Ma, T. (2008-01-11). "Efecto de la intensidad del láser en la divergencia del haz de electrones rápidos en plasmas de densidad sólida" . Physical Review Letters . 100 (1) 015003. Bibcode : 2008PhRvL.100a5003G . doi : 10.1103/PhysRevLett.100.015003 . PMID 18232779 . 
  34. ↑ Debayle, A.; Honrubia, JJ; d'Humières, E.; Tikhonchuk, VT (2010-09-21). "Divergencia de haces de electrones relativistas impulsados ​​por láser" . Physical Review E. 82 ( 3) 036405. Bibcode : 2010PhRvE..82c6405D . doi : 10.1103/PhysRevE.82.036405 . PMID 21230194 . 
  35. ↑ Kemp, AJ; Divol, L. (2012-11-09). "Física de la interacción de pulsos láser de petavatios de multipicosegundos con plasma sobredenso" . Physical Review Letters . 109 (19) 195005. Bibcode : 2012PhRvL.109s5005K . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.195005 . OSTI 1101318. PMID 23215393 .  
  36. ↑ Tabak, M.; Norreys, P.; Tikhonchuk, VT; Tanaka, KA (2014-05-01). "Esquemas de ignición alternativos en la fusión por confinamiento inercial" . Fusión nuclear . 54 (5) 054001. Bibcode : 2014NucFu..54e4001T . doi : 10.1088/0029-5515/54/5/054001 . ISSN 0029-5515 . 
  37. ↑ Gus'kov, S. Yu.; Il'in, DV; Sherman, VE (2014-07-01). "Distribución espacial de la temperatura del plasma bajo ignición rápida por haz de iones" . Plasma Physics Reports . 40 (7): 572– 582. Bibcode : 2014PlPhR..40..572G . doi : 10.1134/S1063780X14070034 . ISSN 1562-6938 . 
  38. ↑ "60 Noticias del Proyecto" . Hiper Laser . Archivado del original el 16 de mayo de 2021. Consultado el 21 de agosto de 2021 .
  39. ^ Kodama, R.; Mima, K.; Tanaka, KA; Kitagawa, Y.; Fujita, H.; Takahashi, K.; Sunahara, A.; Fujita, K.; Habara, H.; Jitsuno, T.; Sentoku, Y.; Matsushita, T.; Miyakoshi, T.; Miyanaga, N.; Norimatsu, T. (1 de mayo de 2001). "Investigación de encendedores rápidos en el Instituto de Ingeniería Láser de la Universidad de Osaka" . Física de Plasmas . 8 (5): 2268– 2274. Bibcode : 2001PhPl....8.2268K . doi : 10.1063/1.1352598 . hdl : 11094/3190 . ISSN 1070-664X . 
  40. ↑ Guo, Zekuan (2024-02-03). "Fusión nuclear: panorama general de los desafíos y los avances recientes" . NHSJS . Consultado el 2025-05-02 .
  41. ↑ KR Schultz, JL Kaae, WJ Miller, DA Steinman y RB Stephens, "Estado de la fabricación de objetivos de fusión inercial en los EE. UU.", Fusion Engineering and Design, vol. 44, n.º 1, págs. 441–448, 1999, doi: https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00356-1 .
  42. ↑ "2 Antecedentes técnicos." Consejo Nacional de Investigación. 2013. Evaluación de objetivos de fusión por confinamiento inercial. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/18288. Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina. 2013. Evaluación de objetivos de fusión por confinamiento inercial. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/18288 .
  43. ↑ Hayes, AC; Jungman, G.; Solem, JC; Bradley, PA; Rundberg, RS (2006). "Espectroscopia beta instantánea como diagnóstico para la mezcla en cápsulas NIF encendidas". Modern Physics Letters A . 21 (13): 1029. arXiv : physics/0408057 . Bibcode : 2006MPLA...21.1029H . doi : 10.1142/S0217732306020317 . S2CID 119339212 . 
  44. ↑ Hsing, Warren W.; Hoffman, Nelson M. (mayo de 1997). "Medición de la transmisión y el crecimiento de la inestabilidad en implosiones cilíndricas impulsadas por radiación". Physical Review Letters . 78 (20): 3876– 3879. Bibcode : 1997PhRvL..78.3876H . doi : 10.1103/PhysRevLett.78.3876 .
  45. ↑ "Actividades del programa de fusión por confinamiento inercial, abril de 2002" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 11 de mayo de 2009.
  46. ↑ "Actividades del programa de fusión por confinamiento inercial, marzo de 2006" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 11 de mayo de 2009.
  47. ↑ Lindl, John; Hammel, Bruce (2004), "Avances recientes en la física de objetivos de ICF de accionamiento indirecto", 20.ª Conferencia de Energía de Fusión del OIEA (PDF) , Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022 , consultado el 23 de agosto de 2014.
  48. ↑ Gao S, Xie XD, Tang J, Fan C, Fu XJ, Chen ZF, Yao K (junio de 2022). "Amplificador regenerativo de vidrio de neodimio de modo fundamental grande de múltiples haces con rendimiento uniforme" . Frontiers in Physics . 10 923402. Bibcode : 2022FrP....10.3402G . doi : 10.3389/fphy.2022.923402 .
  49. ↑ FA Long, "Explosiones nucleares pacíficas" , Boletín de los científicos atómicos , octubre de 1976, págs. 24-25.
  50. 1 2 Nuckolls 1998 , pág. 2.
  51. ↑ Nuckolls 1998 , pág. 3.
  52. ↑ Archivo de la Biblioteca de la Universidad de Stuttgart, Konvolut 7, Patrimonio del Profesor Dr. Hoecker, 1956 von Weizsäcker, Reunión en Göttingen
  53. ↑ Informe Stasi de la antigua República Democrática de Alemania del Este, MfS-AGM de "Der Bundesbeauftragte für die Unterlagen des Staatsicherheitsdienstes der ehemaligen Deutschen Demokratischen Republik", Zentralarchiv, Berlín, 1987
  54. ↑ F. Winterberg, Z. f. Naturalmente. 19a, 231 (1964)
  55. ↑ F. Winterberg, Phys. Rev. 174, 212 (1968)
  56. ↑ Gurgen Askaryan (1967).Nuevos efectos físicos[ Nuevos efectos físicos ] . Nauka i Zhizn (en ruso). 11 :105. Archivado del original el 9 de abril de 2016. Consultado el 22 de septiembre de 2016 .
  57. ↑ Nuckolls 1998 , pág. 4.
  58. ↑ Nuckolls 1998 , pág. 5.
  59. ↑ Nuckolls 1998 , págs. 4–5.
  60. ↑ Mahlhorn, Thomas (28 de febrero de 2024). "De la fusión KMS a la energía HB11 y la energía Xcimer, una perspectiva personal de 50 años sobre IFE" . Física de plasmas . 31 (2) 020602. Bibcode : 2024PhPl...31b0602M . doi : 10.1063/5.0170661 .
  61. 1 2 Nuckolls 1998 , pág. 6.
  62. 1 2 Sean Johnston, "Entrevista con el Dr. Larry Siebert" Archivado el 12 de octubre de 2012 en Wayback Machine , Instituto Americano de Física, 4 de septiembre de 2004
  63. ↑ Nuckolls, John; Wood, Lowell; Thiessen, Albert; Zimmerman, George (1972), "Compresión láser de materia a densidades súper altas: aplicaciones termonucleares (CTR)", Nature , 239 (5368): 139–142 , Bibcode : 1972Natur.239..139N , doi : 10.1038/239139a0 , S2CID 45684425 
  64. ↑ Lindl, JD (1993), "Conferencia de la medalla Edward Teller: La evolución hacia el accionamiento indirecto y dos décadas de progreso hacia la ignición y combustión por fusión por confinamiento inercial", Taller internacional sobre interacción láser y fenómenos de plasma relacionados (PDF) , Oficina de Información Científica y Técnica (OSTI) del Departamento de Energía (DOE), archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022 , consultado el 23 de agosto de 2014.
  65. ↑ Wyatt, Philip (diciembre de 2009). "La última página" . Aps.org . Consultado el 23 de agosto de 2014 .
  66. ↑ Hirschfeld, Bob (31 de marzo de 2009). "El DOE anuncia la finalización del láser más grande del mundo" . Publicaffairs.llnl.gov. Archivado del original el 27 de mayo de 2010. Recuperado el 23 de agosto de 2014 .
  67. ↑ Jason Palmer (28 de enero de 2010). "Los resultados de las pruebas de fusión láser aumentan las esperanzas energéticas" . BBC News . Consultado el 28 de enero de 2010 .
  68. ↑ "Los experimentos iniciales del NIF cumplen los requisitos para la ignición por fusión" . Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . 28 de enero de 2010. Archivado del original el 27 de mayo de 2010. Consultado el 28 de enero de 2010 .
  69. ↑ Philip Ball (12 de febrero de 2014). "Experimento de fusión láser extrae energía neta del combustible" . Nature : 12–27 . doi : 10.1038/nature.2014.14710 . S2CID 138079001. Consultado el 13 de febrero de 2014 . 
  70. ↑ "Se alcanza un hito en la fusión nuclear en un laboratorio de EE. UU." . BBC News . 7 de octubre de 2013 . Consultado el 8 de octubre de 2013 . La reacción de fusión superó la cantidad de energía absorbida por el combustible.
  71. ^ Huracán, OA; Callahan, DA ; Casey, DT; Celliers, PM; Cerján, C.; Dewald, EL; Dittrich, TR; Döppner, T.; Hinkel, DE; Hopkins, LF Berzak; Kline, JL; Le Pape, S.; Mamá, T.; MacPhee, AG; Milovich, JL (20 de febrero de 2014). "Ganancia de combustible superior a la unidad en una implosión de fusión confinada inercialmente" . Naturaleza . 506 (7488): 343– 348. Bibcode : 2014Natur.506..343H . doi : 10.1038/naturaleza13008 . ISSN 0028-0836 . PMID 24522535 . S2CID 4466026 .   
  72. ↑ "NIF logra un rendimiento de fusión doble récord" . Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . 13 de junio de 2018. Consultado el 11 de noviembre de 2019 .
  73. ↑ Livermore, Lawrence (14 de agosto de 2022). "Avance en la energía de fusión nuclear: se confirma la ignición en un disparo récord de 1,3 megajulios" .
  74. ↑ "Noticias sobre fusión encienden el optimismo" . Nature Photonics . 15 (10): 713. 28-09-2021. Bibcode : 2021NaPho..15..713. . doi : 10.1038/s41566-021-00890-z . ISSN 1749-4893 . 
  75. ↑ "Estafa del avance de Fusion Energy | New Energy Times" . news.newenergytimes.net . 12 de diciembre de 2022. Consultado el 30 de diciembre de 2022 .
  76. ↑ "La Instalación Nacional de Ignición logra la ignición por fusión" . www.llnl.gov . Consultado el 13 de diciembre de 2022 .
  77. ↑ "El Laboratorio Nacional del DOE hace historia al lograr la ignición por fusión" . Energy.gov . 13 de diciembre de 2022. Consultado el 13 de diciembre de 2022 .
  78. ↑ Kenneth Chang (13 de diciembre de 2022). "Científicos logran un avance en la fusión nuclear con una explosión de 192 láseres" . The New York Times .
  79. ↑ Bush, Evan; Lederman, Josh (13 de diciembre de 2022). "Tenemos 'ignición': Avance en la fusión nuclear genera ganancias de energía" . NBC News . Consultado el 13 de diciembre de 2022 .
  80. ↑ "Le Laser Mégajoule" . Archivado del original el 11 de agosto de 2016. Consultado el 8 de octubre de 2016 .
  81. ↑ "Z-Pinch Power Plant, un sistema de energía pulsada para la fusión nuclear" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 17 de enero de 2009.
  82. ↑ Grabovskii, EV (2002). Estudio rápido de Z-Pinch en Rusia y problemas relacionados . Z-Pinches densas: 5.ª Conferencia Internacional sobre Z-Pinches densas. AIP Conference Proceedings. Vol. 651. pp. 3–8 . Bibcode : 2002AIPC..651....3G . doi : 10.1063/1.1531270 .  
  83. ↑ Perkins, LJ; Betti, R.; LaFortune, KN; Williams, WH (2009). "Ignición por choque: un nuevo enfoque para la fusión por confinamiento inercial de alta ganancia en la Instalación Nacional de Ignición" ( PDF ) . Physical Review Letters . 103 (4) 045004. Bibcode : 2009PhRvL.103d5004P . doi : 10.1103/PhysRevLett.103.045004 . OSTI 1213634. PMID 19659364. Archivado (PDF) del original el 09-10-2022.  
  84. ↑ Equipo del proyecto HiPER (1 de diciembre de 2013). Informe de finalización de la fase preparatoria de HiPER (PDF) (Informe). Archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022. Consultado el 1 de mayo de 2017 .
  85. ↑ Ribeyre, X.; Schurtz, G.; Lafon, M.; Galera, S.; Weber, S. (2009). "Ignición por choque: un esquema alternativo para HiPER". Plasma Physics and Controlled Fusion . 51 (1) 015013. Bibcode : 2009PPCF...51a5013R . doi : 10.1088/0741-3335/51/1/015013 . ISSN 0741-3335 . S2CID 120858786 .  
  86. ^ Norimatsu, Takayoshi; Kozaki, Yasuji; Shiraga, Hiroshi; Fujita, Hisanori; Okano, Kunihiko; Azech, Hiroshi (2013). "LIFT del reactor experimental de fusión láser basado en el encendido rápido y el problema" . CLEO: 2013 (2013), Documento ATh4O.3 ATh4O.3. Sociedad Óptica de América. Código Bib : 2013cleo.conf...81N . doi : 10.1364/CLEO_AT.2013.ATh4O.3 . ISBN 978-1-55752-972-5. S2CID 10285683 . 
  87. ↑ Norimatsu, T.; Kawanaka, J.; Miyanaga, M.; Azechi, H. (2007). "Diseño conceptual de la central eléctrica de ignición rápida KOYO-F impulsada por un láser cerámico Yb:YAG refrigerado" . Ciencia y tecnología de la fusión . 52 (4): 893– 900. Bibcode : 2007FuST...52..893N . doi : 10.13182/fst52-893 . S2CID 117974702 . 
  88. ↑ Norimatsu, T. (2006). «Reactor de fusión láser de ignición rápida KOYO-F - Resumen del comité de diseño del reactor de fusión láser FI» (PDF) . Taller entre EE. UU. y Japón sobre estudios de centrales eléctricas y tecnologías avanzadas relacionadas, con participación de la UE (24-25 de enero de 2006, San Diego, CA). Archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022.
  89. ↑ Stone, Brad (3 de abril de 2017). "Ex vicepresidente de Google funda una empresa que promete energía nuclear limpia y segura" . Bloomberg.com . Consultado el 1 de mayo de 2017 .
  90. ↑ Thompson, Avery (3 de abril de 2017). "¿Puede la startup de fusión de un empleado de Google impulsar la energía nuclear?" . Popular Mechanics . Recuperado el 1 de mayo de 2017 .
  91. ↑ "Una solución revolucionaria para la energía libre de carbono" . Marvel Fusion . Consultado el 10 de agosto de 2021 .
  92. ↑ "Argumentos a favor de financiar la fusión" . TechCrunch . 10 de julio de 2021. Consultado el 10 de agosto de 2021 .
  93. ↑ Wengenmayr, Roland. "Kernfusion alternativa: Mit Superlasern und einem Quantentrick" . FAZ.NET (en alemán). ISSN 0174-4909 . Consultado el 10 de agosto de 2021 . 
  94. ↑ "Marvel Fusion atrae a destacados talentos científicos a Múnich" . Marvel Fusion . Consultado el 10 de agosto de 2021 .
  95. ^ Vecchiato, Alexandra (28 de octubre de 2020). "Erneuerbare Energien: Milliardenprojekt en Penzberg" . Süddeutsche.de (en alemán) . Consultado el 10 de agosto de 2021 .
  96. ↑ Bär, Markus (12 de julio de 2021). "Ein Münchner Start-up forscht mit Kernfusion am Feuer der Zukunft" . Augsburger Allgemeine (en alemán) . Consultado el 10 de agosto de 2021 .
  97. ↑ «Los gigantes industriales europeos se suman a la carrera por la fusión nuclear» . Financial Times . 3 de febrero de 2022. Archivado del original el 10 de diciembre de 2022. Consultado el 21 de septiembre de 2022 .
  98. ^ "Laserforschung: LMU y Marvel Fusion vereinbaren Kooperative zur Erforschung der laserbasierten Kernfusion" . www.lmu.de (en alemán) . Consultado el 21 de septiembre de 2022 .
  99. ↑ "La prueba de fusión láser de hidrógeno y boro del HB11 arroja resultados revolucionarios" . 29 de marzo de 2022.
  100. ↑ "Empresas emergentes intentan convertir el éxito de la fusión láser en centrales eléctricas limpias" . www.science.org . Consultado el 17 de febrero de 2023 .
  101. ↑ Obenschain, Stephen, et al. "Láseres de fluoruro de kriptón de alta energía para fusión inercial." Applied optics 54.31 (2015): F103-F122.
  102. ↑ Brueckner 1977 , pág. 31.
  103. ↑ Olson, Craig; Tabak, Max; Dahlburg, Jill; Olson, Rick; Payne, Steve; Sethian, John; Barnard, John; Spielman, Rick; Schultz, Ken; Peterson, Robert; Peterson, Per; Meier, Wayne; Perkins, John (1999), "Grupo de Trabajo sobre Conceptos de Fusión Inercial, Informes Finales de los Subgrupos", Estudio de Verano de Fusión de 1999 (PDF) , Universidad de Columbia, archivado (PDF) del original el 09/10/2022 , recuperado el 23 de agosto de 2014
  104. ↑ Sviatoslavsky, IN; Sawan, ME; Peterson, RR; Kulcinski, GL; MacFarlane, JJ; Wittenberg, LJ; Mogahed, EA; Rutledge, SC; Ghose, S.; Bourque, R. (1991), "SOMBRERO - Un reactor de potencia IFE impulsado por láser KrF de lecho móvil de reproducción sólida", 14.º Simposio IEEE/NPSS sobre Ingeniería de Fusión (PDF) , Instituto de Tecnología de Fusión, Universidad de Wisconsin, archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022 , recuperado el 23 de agosto de 2014
  105. ↑ "Datos de energía de IESO" . Ieso.ca. Archivado del original el 2 de octubre de 2014. Consultado el 23 de agosto de 2014 .
  106. ↑ Richard Garwin , Control de Armas Hoy, 1997
  107. ↑ "Ciencia" . Lasers.llnl.gov . Consultado el 24 de agosto de 2014 .
  108. ↑ "Administración de reservas" . Instalación Nacional de Ignición y Ciencia Fotónica . Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Archivado del original el 28 de mayo de 2024. Consultado el 24 de agosto de 2014 .
  109. ↑ Makhijani, Arjun; Zerriffi, Hisham (15 de julio de 1998). "La peligrosa búsqueda termonuclear" . Ieer.org . Consultado el 23 de agosto de 2014 .
  110. ↑ "Jones y von Hippel, Ciencia y seguridad global, 1998, Volumen 7, págs. 129-150" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 9 de marzo de 2008.
  111. ↑ Taylor, Andrew; Dunne, M; Bennington, S; Ansell, S; Gardner, I; Norreys, P; Broome, T; Findlay, D; Nelmes, R (febrero de 2007). "¿Una ruta hacia la fuente de neutrones más brillante posible?". Science . 315 (5815): 1092– 1095. Bibcode : 2007Sci...315.1092T . doi : 10.1126/science.1127185 . PMID 17322053 . S2CID 42506679 .  

Bibliografía

  • Nuckolls, John (1998). Primeros pasos hacia la energía de fusión inercial (IFE) (PDF) (Informe). Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . doi : 10.2172/658936 . Archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022.
  • Emmett, John; Nuckolls, John; Wood, Lowell (junio de 1974). "Fuerza de fusión por implosión láser". Scientific American . JSTOR 24950095 . 
  • Malik, Hitendra (marzo de 2021). Interacción láser-materia para radiación y energía . CRC Press. ISBN 978-1-315-39601-9.
  • Brueckner, Keith (junio de 1977). "Una evaluación de la fusión impulsada por láser" (PDF) . Revista Internacional de Energía de Fusión . 1 (2): 25– 54. Bibcode : 1977IJFE....1...25. Archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022.
  • Pfalzner, Susanne (2006). Introducción a la fusión por confinamiento inercial . CRC Press. ISBN 978-1-4200-1184-5.
  • Keefe, Denis (marzo de 1982). Fusión por confinamiento inercial (PDF) (Informe técnico). Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Archivado (PDF) del original el 9 de octubre de 2022.
  • Proyecto de la Instalación Nacional de Ignición
  • Página principal de Zpinch
  • Europa planea una instalación de fusión láser. Archivado el 21/11/2008 en Wayback Machine (Physicsweb).
  • Los láseres señalan el camino hacia la energía limpia (The Guardian)
  • Plan Nacional de Desarrollo de la Energía de Fusión Láser
  • Instituto de Ingeniería Láser de la Universidad de Osaka
  • Energía de fusión-fisión por confinamiento inercial láser
  • Fusión de iones pesados
Fusión por confinamiento inercial | Hispanopedia Wiki