La energía de fusión tiene el potencial de proporcionar energía limpia y segura sin emisiones de dióxido de carbono. Sin embargo, imitar el proceso de la energía solar es una tarea difícil de lograr. Dos jóvenes físicos del plasma de la Universidad Tecnológica de Chalmers han desarrollado un modelo tecnológico que podría conducir a mejores métodos para desacelerar los electrones fuera de control que podrían destruir un futuro reactor sin previo aviso.

Se necesitan altas presiones y temperaturas de unos 150 millones de grados para que los átomos se fusionen. Adicionalmente, los electrones descontrolados causan estragos en los reactores de fusión que se están desarrollando actualmente. En los reactores de tokamak, Los campos eléctricos no deseados podrían poner en peligro todo el proceso. Los electrones con energía extremadamente alta pueden acelerar repentinamente a velocidades tan altas que destruyen la pared del reactor.

Son estos electrones fugitivos los que los estudiantes de doctorado Linnea Hesslow y Ola Embréus han identificado y desacelerado con éxito. Junto con su asesor, Profesor Tünde Fülöp en el Departamento de Física de Chalmers, han desacelerado eficazmente los electrones fugitivos inyectando los llamados iones pesados ​​de neón o argón en forma de gas o bolitas.

Cuando los electrones chocan con la carga alta en los núcleos de los iones, encuentran resistencia y pierden velocidad. Las numerosas colisiones hacen que la velocidad sea controlable y permiten que continúe el proceso de fusión. Usando descripciones matemáticas y simulaciones de plasma, es posible predecir la energía de los electrones y cómo cambia en diferentes condiciones.

"Cuando podemos desacelerar eficazmente los electrones fugitivos, estamos un paso más cerca de un reactor de fusión funcional. Teniendo en cuenta que hay tan pocas opciones para resolver las crecientes necesidades energéticas del mundo de manera sostenible, la energía de fusión es increíblemente emocionante, ya que obtiene su combustible del agua de mar ordinaria, "dice Linnea Hesslow.

Ella y sus colegas recientemente publicaron su artículo en la prestigiosa revista Cartas de revisión física . “El interés en este trabajo es enorme. El conocimiento es necesario para futuros experimentos a gran escala y brinda esperanza para resolver problemas difíciles. Esperamos que el trabajo tenga un gran impacto en el futuro, "dice el profesor Tünde Fülöp.

A pesar del gran progreso realizado en la investigación de la energía de fusión durante los últimos cincuenta años, todavía no existe una central eléctrica de fusión comercial. Ahora, todos los ojos están puestos en la colaboración de investigación internacional relacionada con el reactor ITER en el sur de Francia.

"Muchos creen que funcionará, pero es más fácil viajar a Marte que lograr la fusión. Se podría decir que estamos tratando de cosechar estrellas aquí en la Tierra, y eso puede llevar tiempo. Se necesitan temperaturas increíblemente altas, más caliente que el centro del sol, para que logremos con éxito la fusión aquí en la tierra. Por eso espero que la investigación cuente con los recursos necesarios para resolver el problema energético a tiempo, "dice Linnea Hesslow.

Hechos:energía de fusión y electrones descontrolados

La energía de fusión ocurre cuando los núcleos atómicos ligeros se combinan usando alta presión y temperaturas extremadamente altas de aproximadamente 150 millones de grados Celsius. La energía se crea de la misma manera que en el sol. La energía de fusión es una alternativa mucho más segura a la energía nuclear, que se basa en la división (fisión) de átomos pesados. Si algo sale mal en un reactor de fusión, todo el proceso se detiene y se enfría. A diferencia de un accidente nuclear, no hay riesgo de que el entorno circundante se vea afectado. El combustible de un reactor de fusión no pesa más que un sello, y las materias primas provienen del agua de mar común.