redscare escribió:Es un prototipo de laboratorio, no se qué esperas.
. Gurlukovich escribió:redscare escribió:Es un prototipo de laboratorio, no se qué esperas.
Que cuando logren que el edificio tenga 100 plantas no se den cuenta que no pusieron huecos para ascansores y no hay manera de hacerlo
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Con tu permiso sirva de excusa este comentario, para comentar que el problema con la energia de Fusion es que no es fácil. No es fácil porque a diferencia de la FISION en que se fraccionan nucleos atomicos generando una reacción en cadena, en este caso hablamos de FUSIONAR es decir de crear nucleos mas pesados partir de atomos de elementos ligeros haciendo que se combinen.
Para hacerlo hay dos maneras o generando presión o generando temperatura, para que las fuerzas de repulsion electromagneticas entre los nucleos desaparezcan. Lo mejor obviamente es la combinación de ambos factores presión y temperatura.
La idea es que cuando se alcanza cierta presión y temperatura (millones de grados centigrados), el gas se ioniza y pasa a un estado de la materia llamado PLASMA, en dicho estado los electrones de deslocalizan, es decir pasan de estar atados a un nucleo atomico a vagar, fluir o saltar libremente de un nucleo a otro de forma continua.
Hay que tener en cuenta que en cuanto mas ligero es el nucleo mas energía hay que gastar para que se FUSIONEN, (el peso atómico importa).
El Hidrogeno es el elemento químico base. Es el elemento mas abundante del universo con un protón en su nucleo y un electrón. Pero como el peso atómico es importante, la manera de hacer que esa reacción sea mas "barata", es usando ISOTOPOS del Hidrogeno. Un ISOTOPO es un atomo de un elemento químico que tiene en su nucleo mas Neutrones que los habituales. En el caso del Hidrogeno tiene 2 ISOTOPOS estables, el Deuterio (un átomo de Hidrogeno que tiene un Protón, un Neutrón en su nucleo, y un Electrón), y el Tritio (un átomo de Hidrogeno con un Protón, 2 Neutrones y un electrón).
Esta noticia habla de una centro en el que se genera una reacción de fusión pero de tipo puntual, no sostenida. Se pone un grano de isotopos de hidrogeno y se concentran un montón de lasers sobre el mismo generando la suficiente temperatura para que se fusionen creando energía al producirse esa reacción. El tema es que hay que ir poniendo grano a grano de atomos de hidrogeno en la camara donde están los lasers. Son reacciones puntuales y NO sostenidas.
Como reactor de fusion realmente existen desde hace decadas los reactores de tipo Tokamak.
Son como Rosquillas o Donuts huecos enormes, hechos de electroimanes enormes y muy potentes.
¿Porque Electroimanes?
Porque cuando un gas llega a un estado Plasma en el que los atomos pueden fusionarse, tienen que estar a millones de grados de temparatura y como se puede suponer no hay material que resista semejantes temparaturas por lo que la única manera de contener el PLASMA es confinandolo mediante electroimanes aprovechando que es un estado ionizado.
En ese tipo de reactor la reacción si que puede ser continua, introduces en esa "vasija", en ese "Donut", el hidrogeno (sus isotopos, se calienta hasta que se fusiona y sacas el Helio (que es un gas Noble y por tanto no se combina con nada).
Ese tipo de reactores hasta ahora han conseguido sostenes una reacción de fusion durante 10, 15 o 20, 40 o hasta 50 segundos. Pero OJO ya es mucho, en el reactor de lasers del que se hace eco esta noticia la reacción de fusion como tal es problabe que apenas llegue a las milésimas de segundo.
¿Cual es el problema, y porque los reactores de tipo TOKAMAK de Fusion no están a día de hoy funcionando?.
Porque contener la reacción con esos electroimanes requiere mucha energia, y no es fácil. Porque meter los isotopos de Hidrogeno en la cámara y sacar el Helio no es fácil. Y porque el Deuterio y sobre todo el Tritio, (los isotopos del Hidrogeno), están presentes en nuestro planeta en el Agua del Mar mismo, pero en cantidad ínfimas, por lo que obtener Deuterio y Tritio en cantidad es enooormemente caro, hacen falta muchos procesos y toneladas y toneladas de agua de mar para obtener la cantidad suficiente.
Si ya de por sí es caro obtener Hidrogeno puro, (ya que casi siempre aparece asociado a algun otro elemento), y lo mas fácil es hacer Hidrolisis, es decir romper la molecula de Agua (H2O) para separar el Oxigeno del Hidrogeno, si ademas lo que quieres es sacar de ese agua un tipo concreto de Hidrogeno que son sus Isotopos pues solo hay que imaginar el coste.
Pero aún así teoricamente la FUSIÓN Nuclear es teoricamente viable.
Para llevar esa teoría a la practica es para lo que se está construyendo en Cadarache (Francia) el ITER. El ITER es el mayor proyecto cientifico Internacional del mundo, junto con el Gran Colisionador de Hadrones (que está cerca de alli por cierto), y la ISS (Estacion Espacial Internacional). Es un esfuerzo internacional en el que colaboran, Europa, Canada, Japon, China, y EEUU aunque en menor medida. España fue uno de los paises que pujó de forma mas fuerte por acogerlo pero al final fue Francia gracias a su experiencia con sus 60 Centrales Nucleares de Fision, (nosotros no llegamos a la docena), las que se llevaron el gato al agua.
Pero iendo al concreto el ITER es un reactor de FUSION de tipo TOKAMAK que tiene como objetivo demostrar que es posible mantener una reacción de fusion no durante segundos, sino minutos y horas, y pude que hasta días. Es decir es el paso previo y formal a un prototipo de reactor de Fusion Comercial.
En teoría debería de empezar a operar para 2020 o 2025, y supuestamente debería haber estado ya operando en 2010 ó 2015, pero la crisis y la reducción en el presupuesto en I+D de los paises participantes ha hecho que haya ido acumulando un sin fin de retrasos (los intereses de ciertas empresas seguro que tambien tienen mucho que ver). Una vez acabado acabada la construcción del reactor, pasará 10/15 años operando. Despues de lo cual habría que construir un verdadero Prototipo de Reactor Comercial.
El jarro de agua fria es que alrederdor del Donut o del Tokamak hay una instrumento o zona llamada Manto que se encargaría de usar el Helio y otros desechos de la reacción para crear mas deuterio y tritio y que por tanto el operar el reactor fuera economicamente viable. Y dicho instrumento o zona del reactor no se va a implementar, ni construir en el ITER por lo que se tardará aun mas tiempo en ver un Reactor Comercial.
Lo triste de todo es que el construir y operar el ITER durante esos años, mas la construcción y desarrollo del Instrumento/Zona "Manto" del reactor para el Prototipo de Reactor Comercial, podría rondar un coste de unos 150.000/250.000 millones de dolares. Es una cantidad enoorme. Pero para hacerse una idea EEUU solo en la guerra de Irak se gastó mas del doble. Y si juntamos Irak y Afghanistan nos iriamos a 1 Billón (a la española un 1 y 12 ceros detrás), de dolares.
El caso que tardaremos en ver un Reactor Comercial de FUSION por desgracia pero a día de hoy es la única fuente de energía a futuro que puede servir de Energía de Base es decir de energía que puedes producir de forma permanente y segura y no tener que depender de que llueva y haya agua en los embalses y presas, o de que haga Sol, o de que haga viento.
Salu2
Moki_X escribió:Invoco a G0RD0N xD
Perfect Ardamax escribió:
Eso no quita con que no se produzca Fusión con lo cual no invalida el comentario anterior (aunque no sea del todo correcto).
Saludos
josem138 escribió:Perfect Ardamax escribió:
Eso no quita con que no se produzca Fusión con lo cual no invalida el comentario anterior (aunque no sea del todo correcto).
Saludos
el caso es que aunque se produzca la fusion, la etapa realmente valiosa es la de fision, debido que estan fisionando los nucleos de uranio
la fusion es un proceso fisico que otorga mucha mas energia, sin embargo es mas laboriosa ya que es estadisticamente menos probable que ocurra la fusion al ser los nucleos muy pequeños. Es por ello que para producirse la fision deben encontrarse los atomos a alta temperatura para poder chocar los nucleos entre ellos sin que la repulsion entre nucleos desvie las trayectorias evitando la colision.
Es por eso que primero se produce una reaccion de fision, ya que impactar un nucleo pequeño con uno muuuy grande es muuuucho mas probable que colisionen dos pequeños entre si a temperatura baja. Al producirse la primera fision, se libera energia y aporta energia al sistema, haciendo mas probable la fusion de nucleos pequeños.
Estos nucleos pequeños al fusionarse desprenden una cantidad de energia tremeeeeeeeeeenda, emiten neutrons a aaaaaaalta velocidad, lo que acelera enormemente el proceso de fision de otros atomos grandes, permitiendo una reaccion en cadena terriblemente mas rapida, liberando una energia por segundo enormemente alta porque no es una reaccion nuclear controlada (como ocurre en las centrales). El balance total resulta ser 2 procesos de fision por uno de fusion, por lo que no esta bien dicho decir que la bomba de H es una bomba de fision tal cual
El hecho que las reacciones de fision sean mas energias se debe precisamente a la estabilidad por nucleon del nucleo. Conocereis la ecuacion de E=mc^2, pero esta formula es una simplifacion de un E-E0=mc^2-m0c^2
Esto mide, la diferencia de energia que hay entre un nucleo de atomo si consideramos 0 interacciones entre cada proton, neutron... y un nucleo contando las interacciones.
Sabeis que la quimica o fisica tiende a minimos de energia, por lo que las interacciones estabilizantes liberan energia. Las interacciones nucleares estabilizantes liberan energia y curiosamente se produce un defecto de masa en el nucleo, es decir, con un ejemplo ilustrativo, si tienes 1kg y lo juntas con otro 1kg, en nuestro mundo macroscopico es claramente 2kg, la masa es aditiva. Sin embargo en el mundo nuclear serian 1,7kg, y esos 0,3k serian liberados en forma de energia.
Conociendo este metodo, se pueden calcular cual es la cantidad de protones y neutrones que hay en el nucleo mas estable posible. Si la cantidad de protones o neutrones difiere de este nucleo idoneo sera inestable y siempre que tiendan a alcanzar ese nucleo idoneo perderan energia.
Las siguientes graficas muestran precisamente esa "energia liberada" (ahora mismo tengo dudas de si es la liberada o la fuerza de enlace) que existe por nucleon, es decir, particula que compone el nucleo
En estas graficas vereis que el nucleo mas estable es el de hierro 56, tambien vereis que los nucleos pesados son mas inestables y son los que comunmente se usan, sin embargo los atomos ligeros son mucho mas "inestables" (se puede decir que estan mas tensionados ya que contienen mucha energia para pocas interacciones estabilizantes), lo que al realizar una fusion de estos nucleos liberaria una cantidad de energia insana, no es ni mas ni menos lo que se produce en las estrellas.
josem138 escribió:Las siguientes gráficas muestran precisamente esa "energía liberada" (ahora mismo tengo dudas de si es la liberada o la fuerza de enlace) que existe por nucleón, es decir, partícula que compone el nucleo
Gurlukovich escribió:Perfect Ardamax escribió:Yo creo entender que esas gráficas muestra la energía necesaria para romper "extraer" el enlace recordemos que la definición de electronvoltio es al de "cuanta" energía cinética adquiere un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de un voltio. Así pues lo lógico seria pensar que es la energía mínima de ruptura de enlace.
Saludos
No, es la energía que hay en el enlace en si, si rompes el enlace (o fusionas dos núcleos) obtienes esa energía. Lo que te cueste hacerlo es otro tema.
Perfect Ardamax escribió:¿Entonces según tú es la energía que obtienes "liberalizas"?
Yo creo entender justo lo opuesto
Saludos
amchacon escribió:Tengo mis dudas, hay un tipo de energía solar que consiste en acumular toda la radiacción solar en una misma tubería. El agua de la tubería se calienta y forma vapor.
Sustituye los 500 "espejos solares" por el mecanismo ese. Es la misma historia, el hecho de que ocupe más o menos no influye (de lo contrario no existirían centrales nucleares).
Moki_X escribió:Invoco a G0RD0N xD
? . Eso sí, si resulta que todo el tinglado inercial no sale bien, lo que sí que les quedará de recuerdo es un desarrollo monstruoso en técnica de láseres, cosa que la US Army tiene muy en cuenta ahí en el L.Livermore y ya de paso nos dio una bonita explicación de los problemas que aun quedan por superar en la ignición por láser.Perfect Ardamax escribió:Y GORDON hizo acto de presencia
GORDON una duda ¿ Cual es el coste energético para lograr la ignición de la reacción en el confinamiento por láser y en los reactores que la logran basándose en el takamaks?
Saludos
G0RD0N escribió:Perfect Ardamax escribió:Y GORDON hizo acto de presencia
GORDON una duda ¿ Cual es el coste energético para lograr la ignición de la reacción en el confinamiento por láser y en los reactores que la logran basándose en el takamaks?
Saludos
Buenas! ITER se está diseñando para una Q=10, esto significa un factor de 10 entre energía producida y energía aportada. Es decir, que se van a obtener 500MW aportando 50MW. NIF es tan sólo una planta para jugar con los láseres, calibrarlos, aprender a disparar, ver problemas y entender qué le sucede a la capsula y el pelet al implosionar. Al final del articulo del Nature ya dicen que han obtenido por fusión tan sólo un 1% de lo que han aportado (eso sería Q=0.01).
zibergazte escribió:Os recomiendo un comentario de esta noticia en otro foro. Lo explica todo muy bien
¿Cual es el problema, y porque los reactores de tipo TOKAMAK de Fusion no están a día de hoy funcionando?.
Porque contener la reacción con esos electroimanes requiere mucha energia, y no es fácil. Porque meter los isotopos de Hidrogeno en la cámara y sacar el Helio no es fácil. Y porque el Deuterio y sobre todo el Tritio, (los isotopos del Hidrogeno), están presentes en nuestro planeta en el Agua del Mar mismo, pero en cantidad ínfimas, por lo que obtener Deuterio y Tritio en cantidad es enooormemente caro, hacen falta muchos procesos y toneladas y toneladas de agua de mar para obtener la cantidad suficiente.
Si ya de por sí es caro obtener Hidrogeno puro, (ya que casi siempre aparece asociado a algun otro elemento), y lo mas fácil es hacer Hidrolisis, es decir romper la molecula de Agua (H2O) para separar el Oxigeno del Hidrogeno, si ademas lo que quieres es sacar de ese agua un tipo concreto de Hidrogeno que son sus Isotopos pues solo hay que imaginar el coste.
) de unos 12.3 años, es decir, que en 12.3 años la mitad del tritio que teníamos emite un electrón y se transforma en Helio, con lo que nuestro inventario de tritio tiene fecha de caducidad muy precisa.Pero viendo al concreto el ITER es un reactor de FUSION de tipo TOKAMAK que tiene como objetivo demostrar que es posible mantener una reacción de fusion no durante segundos, sino minutos y horas, y pude que hasta días. Es decir es el paso previo y formal a un prototipo de reactor de Fusion Comercial.
El jarro de agua fria es que alrederdor del Donut o del Tokamak hay una instrumento o zona llamada Manto que se encargaría de usar el Helio y otros desechos de la reacción para crear mas deuterio y tritio y que por tanto el operar el reactor fuera economicamente viable. Y dicho instrumento o zona del reactor no se va a implementar, ni construir en el ITER por lo que se tardará aun mas tiempo en ver un Reactor Comercial.
Lo triste de todo es que el construir y operar el ITER durante esos años, mas la construcción y desarrollo del Instrumento/Zona "Manto" del reactor para el Prototipo de Reactor Comercial, podría rondar un coste de unos 150.000/250.000 millones de dolares. Es una cantidad enoorme. Pero para hacerse una idea EEUU solo en la guerra de Irak se gastó mas del doble. Y si juntamos Irak y Afghanistan nos iriamos a 1 Billón (a la española un 1 y 12 ceros detrás), de dolares.
). Hay que diferenciar claramente qué es ITER y que será DEMO (un verdadero ractor de fusión de DEMOstración) y los que venga detrás: ITER es un reactor experimental, es decir, es un experimento para comprobar la viabilidad de la fusión como fuente de energía. ITER generará 500MW de fusión, no eléctrica, ya que no se conectará a la red (no habrá ningún circuito de vapor ni turbinas). Eso sí, ITER tiene una infinidad de instrumentos para diagnósticos y control que DEMO no necesitará, por eso se supone que el coste de DEMO debería estar todavía en un orden de magnitud similar, ya que sino da al traste su principal cometido: obtener kWh a un precio competitivo, al nivel de la eólica.El caso que tardaremos en ver un Reactor Comercial de FUSION por desgracia pero a día de hoy es la única fuente de energía a futuro que puede servir de Energía de Base es decir de energía que puedes producir de forma permanente y segura y no tener que depender de que llueva y haya agua en los embalses y presas, o de que haga Sol, o de que haga viento
Perfect Ardamax escribió:GORDON una pregunta
La reacción de Fusión hidrógeno\deuterio ¿hasta que punto es más costosa desde el punto de vista técnico/energética?
Saludos
Perfect Ardamax escribió:Edito:
PD: ¿no seria mejor fusionar ITER con DEMO? en lugar de montar otro proyecto desde 0 si se demuestra que ITER funciona.
¿No ahorraría costes al contribuyente?
Saludos
). 
dark_hunter escribió:No comprendo muy bien la pregunta: ¿más costosa que quién
Que La de deuterio tritio. La fusión de hidrógeno con deuterio e incluso deuterio - deuterio seria el santo grial de la energía, pero no se sabe hacer de forma rentable energéticamente hablando.
Perfect Ardamax escribió:Me refiero a la dificultad puesto que como tú bien dices es mucho más difícil conseguir tritio que deuterio por lo que entiendo que si se utiliza tritio es por una razón tipo técnica o económica.
¿vamos que no seria mejor y mas fácil realizar la fusión con hidrógeno y deuterio o deuterio-deuterio ?
. La temperatura de esa reacción ya me parece bastante improbable que se alcance. La otra interesante es D-D, pero la sección eficaz es bastante baja para cualquier temperatura razonable. La última opción sería hidrógeno (protón)-Boro (p-B), cuya sección eficaz es incluso algo superior a la de D-He3, pero de nuevo la temperatura requerida es demasiado elevada. )Para rematar, muchas de estas reacciones que citáis son aneutrónicas, es decir, que no tienen un neutrón como producto de la fusión. La energía cinética de ese neutrón rápido es la que usamos actualmente para transformarla en calor en las paredes del núcleo. En fusión aneutrónica los productos son iones, partículas con carga, así que deberíamos usar métodos directos para transformar la energía. Esto significa que no necesitaríamos un ciclo de vapor a la vieja usanza sino que usaríamos las propiedades eléctricas del plasma para transformar usar su energía cinética en eléctrica directamente (de forma inductiva, electroestática o fotoeléctrica), pero que a día de hoy suena bastante a ciencia ficción.
Perfect Ardamax escribió:OK
Excelente explicación (ya suponía que la razón debía ser técnica y asi así sido.... maldita temperatura
Respecto a la reacción en si mismaPara rematar, muchas de estas reacciones que citáis son aneutrónicas, es decir, que no tienen un neutrón como producto de la fusión. La energía cinética de ese neutrón rápido es la que usamos actualmente para transformarla en calor en las paredes del núcleo. En fusión aneutrónica los productos son iones, partículas con carga, así que deberíamos usar métodos directos para transformar la energía. Esto significa que no necesitaríamos un ciclo de vapor a la vieja usanza sino que usaríamos las propiedades eléctricas del plasma para transformar usar su energía cinética en eléctrica directamente (de forma inductiva, electroestática o fotoeléctrica), pero que a día de hoy suena bastante a ciencia ficción.
De la parte en negrita he de decir que no tenia ni idea... entiendo pues que utilizáis los neutrones emitidos "la radiación neutronica" para así transferir y transformar la energía en algo útil como puede ser la electricidad.
Yo de hecho lo del deuterio-deuterio en parte también lo decía porque serian reacciones que no emitirían radiación como tu bien dices "aneutrónicas"
Aunque supongo que con la tecnologia actual este tipo de reacciones no nos es posible aun.
PD: Gracias por esas fantásticas explicaciones.
Saludos
