¿Quiere mejorar sus posibilidades de generar electricidad a partir de la fusión? No busque más allá de los limpiadores debajo del fregadero de su cocina.

La investigación dirigida por científicos del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) proporciona nueva evidencia de que las partículas de boro, el ingrediente principal del limpiador doméstico Borax, puede recubrir los componentes internos de los dispositivos de plasma en forma de rosquilla conocidos como tokamaks y mejorar la eficiencia de las reacciones de fusión.

"Nuestro experimento aporta información clave sobre cómo funciona esta técnica, "dijo el físico de PPPL Alessandro Bortolon, autor principal de un artículo que informa los hallazgos en Fusión nuclear . "Los resultados ayudarán a aclarar si la inyección controlada de boro en polvo podría utilizarse para respaldar el funcionamiento eficiente de los futuros reactores de fusión".

Fusion combina elementos ligeros en forma de plasma:el calor, estado cargado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos, en un proceso que puede generar cantidades masivas de energía. Los científicos buscan aprovechar la fusión, que alimenta el sol y las estrellas, para crear un suministro de energía virtualmente inagotable para generar electricidad.

Los investigadores encontraron que la técnica de inyección de boro facilita la producción confiable de plasmas de alto rendimiento en tokamaks con componentes interiores revestidos con elementos ligeros como el carbono. de uso común en los dispositivos actuales. Los resultados se derivaron de experimentos en la Instalación Nacional de Fusión DIII-D que General Atomics opera para el DOE.

La investigación complementa los hallazgos previos de experimentos realizados en el Experimento-Actualización del Desviador Simétrico Axialmente (ASDEX-U), operado por el Instituto Max Planck de Física del Plasma en Garching, Alemania. Esos experimentos mostraron que la técnica de inyección de boro permitió el acceso a plasmas de alto rendimiento en tokamaks con interiores recubiertos con metales como el tungsteno. Juntos, Los experimentos DIII-D y ASDEX-U proporcionan una fuerte evidencia de que la técnica de inyección de boro asegurará un buen rendimiento del plasma para una variedad de máquinas de fusión.

Los experimentos DIII-D también completaron una información faltante que confirma que la técnica de inyección conduce a la colocación de una capa de boro dentro de un tokamak. "Uno pensaría intuitivamente que cuando el polvo de boro cae en el plasma, el boro se disolvería e iría a algún lugar del tokamak, ", Dijo Bortolon." Pero nadie había intentado confirmar la formación de una capa de boro por el propio plasma. No hubo información. Esta es la primera vez que esto se ha demostrado y medido directamente con esta técnica ".

La capa de boro evita que el material se transfiera desde la pared interior al plasma, mantener el plasma libre de impurezas que podrían diluir el combustible de plasma principal. Menos impurezas hacen que el plasma sea más estable y reduce la frecuencia de interrupciones.

La técnica de inyección podría complementar o incluso reemplazar la técnica actual para depositar boro, lo que requiere apagar el tokamak durante varios días. Esa técnica, conocido como boronización de descarga luminiscente, también implica gas tóxico.

El método del polvo de boro elimina estos problemas. "Si usa la inyección de boro en polvo, no tendrías que interrumpir todo y apagar las bobinas magnéticas del tokamak, "Dijo Bortolon." Además, no tiene que preocuparse por manipular un gas tóxico. Tener una herramienta como esta podría ser extremadamente importante para futuros dispositivos de fusión ".