El grupo promociona un hito para el hidrógeno

Un grupo con sede en California dijo que completó los primeros experimentos de fusión de hidrógeno y boro para producir un combustible sostenible para la energía de fusión a escala de servicios públicos.

TAE Technologies el 28 de febrero, en un artículo revisado por pares publicado por la revista científica Nature Communications, dijo que su investigación respalda el camino para proporcionar electricidad a partir de reactores nucleares alimentados con hidrógeno-boro, también conocido como p-B11 o p11B. TAE dijo que su programa, realizado en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencias de la Fusión (NIFS) de Japón, se centró en los primeros experimentos de fusión de hidrógeno y boro en un plasma de fusión confinado magnéticamente. El grupo dijo que ha sido "pionero en la búsqueda del camino más limpio y económico para proporcionar electricidad con combustible de hidrógeno y boro".

El artículo publicado el martes explica el resultado de la reacción de fusión nuclear de hidrógeno-boro durante un experimento en el dispositivo helicoidal grande de NIFS, o LHD. Los científicos involucrados en la investigación describen el trabajo de producir las condiciones necesarias para la fusión de hidrógeno y boro en el plasma LHD, junto con el desarrollo de TAE de un detector para realizar mediciones de los productos de reacción de hidrógeno y boro, conocidos como núcleos de helio o partículas alfa.

Los investigadores señalaron que, si bien la reacción no produjo energía neta, demuestra la viabilidad de la fusión aneutrónica y la dependencia del hidrógeno-boro. Otras empresas, incluida HB11 Energy de Australia, también están investigando la tecnología de fusión de hidrógeno y boro. La tecnología de HB11 Energy utiliza combustible de hidrógeno y boro, pero con una reacción de arranque no térmica de encendido por láser. El grupo australiano, junto con otros, aún tiene que producir energía neta a partir de su tecnología.

El coordinador principal de fusión del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) dijo recientemente que la inversión en investigación de fusión está a punto de acelerarse. "A medida que la tecnología continúe madurando, habrá un punto en el que los inversionistas privados sientan que deben invertir en la fusión, y siento que estamos comenzando a alcanzar ese punto de inflexión", dijo Scott Hsu el 16 de febrero en un webcast organizado por por las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina.

Hsu asesora al DOE sobre temas relacionados con la energía de fusión. Coordina los esfuerzos de todas las oficinas de la agencia para promover proyectos de investigación, desarrollo y demostración en asociación con el sector privado. "Mientras que antes se consideraba un tipo de actividad de muy alto riesgo, en algún momento más adelante todo el mundo habrá invertido en ella", dijo Hsu durante la transmisión por Internet. "Entonces, la pregunta es dónde estamos ahora, y creo que estamos en una tendencia general de crecimiento dada la imagen macro".

POWER ha publicado varios artículos sobre la investigación de la fusión. Entre otros, lea "Fusion Power May Be Closer Than You Think", parte de la serie The POWER Podcast. Lea también "¿Podría la energía de fusión transformar la industria energética para 2035?"

En tanto, el diario Nikkan Kogyo de Japón informó que un panel del gobierno de ese país se reunirá el martes para discutir el avance del cronograma para la construcción de un prototipo de reactor nuclear de fusión. El informe dice que el grupo ha considerado avanzar el trabajo por al menos cinco años, con la política integrada en la estrategia energética nacional del país en marzo.

Funcionarios japoneses han dicho que el país debe reiniciar más unidades nucleares que quedaron inactivas después del desastre de Fukushima en 2011 y construir nuevos reactores de próxima generación para cumplir con el objetivo de neutralidad de carbono del país para 2050.

TAE se asoció con NIFS en 2021, con los grupos trabajando en un instituto de investigación en la ciudad de Toki, Japón. La compañía dijo que el proyecto de hidrógeno y boro surgió de una "colaboración de larga data entre investigadores de fusión estadounidenses y japoneses para explorar la fusión aneutrónica".

La fusión aneutrónica es cualquier forma de energía de fusión en la que se libera energía en forma de partículas cargadas, generalmente protones o partículas alfa. Otras reacciones de fusión pueden liberar hasta el 80% de su energía en forma de neutrones.

TAE dijo que el hallazgo anunciado el martes "refleja años de colaboración científica internacional en investigación de fusión y representa un hito en la misión de TAE de desarrollar energía de fusión comercial con hidrógeno-boro, el ciclo de combustible más limpio, rentable y sostenible para la fusión".

Michl Binderbauer, director ejecutivo de TAE Technologies, dijo: "Este experimento nos ofrece una gran cantidad de datos con los que trabajar y muestra que el hidrógeno-boro tiene un lugar en la energía de fusión a escala de servicios públicos. Sabemos que podemos resolver el desafío físico actual y entregar una nueva forma transformadora de energía libre de carbono para el mundo que depende de este abundante combustible no radiactivo".

TAE se encuentra entre casi tres docenas de grupos en todo el mundo que realizan investigaciones sobre energía de fusión. Los enfoques varían, y se estudian diferentes tipos de combustible junto con las configuraciones del reactor. Los científicos de la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en diciembre del año pasado confirmaron la primera reacción de fusión que creó más energía de la que consumió.

TAE, fundada en 1998, ha construido cinco dispositivos a escala de laboratorio nacional. La compañía le dijo a POWER que ha "generado y confinado con éxito plasma de fusión más de 140,000 veces". Actualmente, la compañía está construyendo y diseñando dos máquinas, llamadas Copernicus y Da Vinci, que dijo que "podrán demostrar energía neta y entregar energía a la red, respectivamente". TAE dijo que espera demostrar energía neta en su reactor de investigación Copernicus en los próximos años.

En su artículo de investigación, el grupo dijo que su último trabajo "representa un paso importante hacia el desarrollo de la fusión de hidrógeno y boro. En términos sencillos, la compañía está un paso más cerca de la realización de una planta de energía de fusión que finalmente producirá electricidad limpia, con solo helio, también conocido como tres partículas alfa, como subproducto". El grupo señaló que "tres partículas alfa son el sello distintivo de la energía de fusión de hidrógeno y boro, e inspiraron a los fundadores de TAE a nombrar a la empresa Tri Alpha Energy, ahora TAE Technologies".

TAE dijo que al buscar hidrógeno-boro como ciclo de combustible, la compañía "ha anticipado las verdaderas demandas del uso comercial y diario de la energía de fusión". El grupo dijo que la mayor parte de la investigación sobre fusión se centra en combinar isótopos de hidrógeno deuterio-tritio (DT) para usarlos como combustible; las máquinas tokamak comúnmente utilizadas en conceptos de fusión se limitan al combustible DT.

TAE dijo que su diseño lineal compacto "utiliza una configuración de campo invertido (FRC) impulsada por haz de acelerador avanzado que es versátil y puede adaptarse a todos los ciclos de combustible de fusión disponibles, incluidos p-B11, DT y deuterio-helio-3 (D-He3 o D3He)." La compañía dijo que su plan actual es asegurar la licencia de su tecnología lo suficientemente pronto como para cumplir con el objetivo de "conectar la primera planta de energía de fusión de hidrógeno y boro a la red en la década de 2030".

TAE dijo que la configuración de FRC avanza "un diseño modular y fácil de mantener que tendrá un tamaño compacto con el potencial de aprovechar una metodología de confinamiento magnético más eficiente, que obtendrá hasta 100 veces más energía, en comparación con los tokamaks. ."

El tokomak más conocido es el proyecto ITER (Reactor Experimental Termonuclear Internacional) en Francia, una instalación en construcción que planea probar su primer plasma en 2025. El ITER planea comenzar la operación de combustible DT en 2035.

Los investigadores del NIFS de Japón dijeron que el hidrógeno-boro se considera un combustible de fusión avanzado porque "permite el concepto de reactores de fusión más limpios. Este logro es un gran primer paso hacia la realización de un reactor de fusión que utilice combustible de fusión avanzado".

Los científicos escribieron en el trabajo de investigación: "Si bien los desafíos de producir el núcleo de fusión son mayores para el p-11B que para el DT, la ingeniería del reactor será mucho más simple... En pocas palabras, el camino del p-11B hacia la fusión pasa por la ingeniería aguas abajo. desafíos para los desafíos de la física actual. Y los desafíos de la física se pueden superar".

Los investigadores describieron el martes lo que consideran varios aspectos destacados de la colaboración TAE/NIFS, que incluyen:

—Proctor Darrelles editor asociado sénior de POWER (@POWERmagazine).

Comparte este artículo

Más noticias nucleares

El anuncio de que los científicos de un laboratorio de California lograron una ganancia neta de energía a partir de una reacción de fusión provocó...

Un tokamak superconductor en el Instituto Nacional de Investigación de Fusión (NFRI) en Corea del Sur ha logrado un récord mundial...

Un experimento en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) parece haberse acercado a la ignición por fusión...

La broma sobre la energía de fusión es que faltan 30 años y siempre lo será. Pero significativo reciente...