Nuevo dispositivo para fusión nuclear
El prototipo, desarrollado por investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer, confirma un experimento anterior desarrollado en la Universidad de California en Los Angeles (UCLA), pero ofreciendo mejoras sustanciales sobre el diseño original.
El dispositivo, que usa dos cristales opuestos para generar un poderoso campo eléctrico, podría llevar potencialmente a la producción de un generador de neutrones portátil operado por baterías, para una gran variedad de aplicaciones, desde la realización de pruebas no-destructivas, a la detección de explosivos y el examen de equipajes en los aeropuertos.
El nuevo estudio muestra que la "fusión por cristal" es una tecnología madura con un considerable abanico de aplicaciones comerciales. Este nuevo aparato es más simple y menos caro que la versión anterior, y tiene potencial para producir aún más neutrones.
La máquina esencialmente consta de un pequeño acelerador de partículas. Su corazón está formado por dos cristales "piroeléctricos" contrarios que crean un fuerte campo eléctrico cuando son calentados o enfriados. El dispositivo está lleno con gas deuterio, un primo más pesado del hidrógeno, con un neutrón extra en su núcleo. El campo eléctrico arranca electrones del gas creando iones de deuterio y acelerándolos hacia un blanco de deuterio en uno de los cristales. Cuando las partículas chocan con el blanco se emiten neutrones, que son la señal reveladora de que la fusión nuclear ha ocurrido, según los investigadores.
Un equipo de investigadores informó sobre un dispositivo similar en el 2005, pero dos rasgos importantes distinguen al nuevo aparato: usa dos cristales en lugar de uno, lo que dobla el potencial de aceleración, y el nuevo arreglo hace que no se requiera enfriar los cristales a temperaturas criogénicas, un paso importante ya que eso reduce la complejidad y el costo del equipo.
 | | Vista interna de la cámara de vacío que contiene el dispositivo de fusión, con los cristales piroeléctricos bien visibles. (Foto: Rensselaer/Yaron Danon ) |
El nuevo estudio también ha verificado los principios físicos básicos que constituyen la base del experimento original. Esto sugiere que los cristales piroeléctricos son de hecho un medio viable para producir la fusión nuclear, y que sus aplicaciones comerciales pueden estar más cerca de lo que originalmente se pensaba.
Se ha explorado la fusión nuclear como una fuente potencial de energía, pero los investigadores no están investigando ahora la posibilidad de usar este dispositivo como una fuente de energía. La aplicación más inmediata puede estar en la forma de un generador de neutrones portátil operado por baterías. Tal dispositivo podría usarse para descubrir explosivos o para examinar el equipaje en los aeropuertos, y también podría ser una herramienta importante para una amplia gama de experimentos de laboratorio.
El concepto también podría llevar a un generador de radiografías portátil. Ya está disponible comercialmente un generador de radiografías piroeléctrico portátil, pero no produce suficiente energía para proporcionar los 50.000 electronvoltios necesarios para la imaginología médica. El nuevo dispositivo es capaz de producir aproximadamente 200.000 electronvoltios, por lo que podría satisfacer estos requisitos y también podrían ser suficientes para penetrar varios milímetros de acero.
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