Un equipo conjunto de la Universidad Jiao Tong de Shanghái y la Academia China de Ciencias ha revolucionado el campo de la fusión nuclear mediante simulaciones avanzadas. Los científicos han creado un modelo innovador que explica el comportamiento de los iones supratérmicos en el plasma en combustión, un fenómeno crucial para replicar las condiciones que alimentan a las estrellas.
Según publica Science Direct, el descubrimiento desafía los modelos tradicionales basados en la distribución de Maxwell. El nuevo enfoque mejora la ignición en 10 picosegundos y revela que la densidad de partículas alfa aumenta un 24% en el centro del punto caliente, superando las limitaciones de las teorías anteriores.
El hallazgo chino revoluciona nuestra comprensión de la fusión nuclear
Este avance es especialmente relevante tras los recientes logros en el desarrollo de nuevos stellarators, que buscan optimizar el confinamiento del plasma. La investigación resuelve discrepancias fundamentales en los datos del espectro de neutrones, un problema que ha intrigado a los científicos durante años.
El equipo utilizó un código de simulación híbrido denominado LAPINS para estudiar el proceso de fusión por confinamiento inercial (ICF). Este método revolucionario analiza las colisiones entre partículas cuando una mezcla de deuterio y tritio se somete a condiciones similares a las existentes en las estrellas.
Los resultados son particularmente prometedores considerando los avances logrados en las instalaciones estadounidenses con su innovador reactor. El plasma alcanza el estado de combustión cuando la energía depositada por las partículas alfa supera la necesaria para mantener la implosión, amplificando las densidades energéticas.
La simulación ha detectado iones de deuterio supratérmicos con energías inferiores a 34 keV, un hallazgo significativo ya que su deposición energética duplica la de las partículas alfa. Este descubrimiento cuestiona las teorías previas sobre el comportamiento de las partículas en ambientes de fusión.
El nuevo modelo se centra en la dinámica de colisiones de ángulo amplio, alejándose de los enfoques tradicionales. Las simulaciones demuestran que estas colisiones permiten a los iones intercambiar cantidades sustanciales de energía durante un único evento, generando iones supratérmicos que desafían la distribución maxwelliana.
En contraste, las colisiones de ángulo pequeño resultan en pérdidas continuas de energía durante múltiples eventos, llevando a una distribución de iones en equilibrio. Esta distinción fundamental ayuda a explicar las anomalías observadas en experimentos anteriores y proporciona una base más sólida para el diseño de futuros reactores.
El potencial de esta tecnología para la transición energética es notable. La fusión nuclear promete energía ilimitada sin emisiones contaminantes, replicando en la Tierra los mismos procesos que ocurren en el Sol. Los avances en la comprensión del plasma en combustión nos acercan a este objetivo transformador.
El artículo China descubre una forma misteriosa de potenciar el plasma en la fusión nuclear fue publicado originalmente en Andro4all.
