Ondas sonoras para producir reacciones de fusión nuclear

Un equipo de expertos de la Universidad Purdue ha obtenido nuevas evidencias que apoyan hallazgos anteriores de otros científicos quienes diseñaron un aparato «de sobremesa» que usa ondas sonoras para producir reacciones de fusión nuclear. La tecnología, en teoría, podría llevar a una nueva fuente de energía limpia y a una multitud de detectores portátiles y otras aplicaciones.

Un componente importante del experimento es una cámara de pruebas, de vidrio, del tamaño de dos tazones, llena de un líquido llamado acetona deuterada, que contiene una forma de hidrógeno conocida como deuterio, o hidrógeno pesado. Los investigadores expusieron la cámara de prueba a la acción de neutrones. Luego bombardearon el líquido con una frecuencia específica de ultrasonido, lo que causó la formación de cavidades en burbujas diminutas mediante el proceso conocido como cavitación. Las burbujas se expandieron hasta un tamaño mucho más grande antes de colapsar, al parecer con bastante fuerza como para causar reacciones de fusión termonuclear.

Las reacciones de fusión emiten neutrones que caen dentro de un rango de energía específica de 2,5 megaelectronvoltios (MeV), que fue el nivel de energía visto en los neutrones producidos en el experimento. Los experimentos también dieron como producto un material radiactivo llamado tritio, que es otro isótopo de hidrógeno resultado de la fusión.

Los dos rasgos clave para identificar una reacción de fusión son la emisión de neutrones en el rango de 2,5 MeV y la producción de tritio, ambos vistos en estos experimentos.

No se percibieron los mismos resultados cuando los investigadores hicieron experimentos de control con acetona ordinaria, lo que proporciona evidencia estadísticamente significativa de la existencia de reacciones de fusión.

El deuterio contiene un protón y un neutrón en su núcleo, mientras que el tritio contiene otro neutrón adicional. Por su parte, el hidrógeno normal contiene sólo un protón en su núcleo, sin neutrón alguno.

Los científicos han sabido durante mucho tiempo que las ondas sonoras de alta frecuencia conocidas como ultrasonido causan la formación de cavidades y burbujas en los líquidos, un proceso conocido como «cavitación acústica», y que esas cavidades colapsan, produciendo altas temperaturas y luz en un fenómeno llamado «sonoluminiscencia».

Los reactores de fusión nuclear han requerido históricamente máquinas grandes y costosas. Pero los aparatos de cavitación acústica pueden construirse por una fracción de ese coste. Los investigadores han estimado que las temperaturas dentro de las burbujas colapsantes alcanzan los 10 millones de grados Celsius, y presiones comparables a mil millones de atmósferas.

El desarrollo de un generador de fusión termonuclear de bajo costo ofrecería el potencial para una nueva fuente de energía, relativamente segura y poco contaminante. Mientras que los reactores de fisión nuclear convencionales generan productos de desecho que tardan miles de años en desintegrarse, los residuos de las centrales de fusión serían de muy corta vida, desintegrándose a niveles no peligrosos en una década o dos. Para la misma masa unitaria de combustible, una planta de energía por fusión produciría 10 veces más energía que un reactor de fisión, y, dado que el deuterio está contenido en el agua de mar, la fuente de suministro del combustible de un reactor de fusión sería virtualmente inagotable.

Fuente: Solociencia