La máquina de Bussard: Polywell

Una fuente de energía propuesta es la fusión nuclear, consistente en fusionar átomos para formar otros más grandes con lo cual se liberan grandes cantidades de energía. Es el fenómeno causante de la energía emitida por el Sol.

Existen proyectos en marcha para conseguir la fusión mediante distintos procedimientos, uno de ellos mediante los tokamak, como el que se está construyendo en Francia con financiación gubernamental internacional, en la que participan Europa, Jápón y EEUU. Sin embargo este método, utilizando tokamak, está resultando costosísimo y aún no ha conseguido un reactor de demostración estable a escala industrial.

Bussard, científico americano, propuso otro método quizá mucho más sencillo y barato, basado en una máquina llamada Polywell, diseñada por él, y que se puede englobar entre los métodos basados en confinamiento electrostático inercial (IEC, en sus siglas en inglés).

La, máquina puede funcionar fusionando distintos núcleos atómicos, pero la reacción nuclear ideal sería fusionar protones (por ejemplo núcleos de deuterio) con núcleos de boro, pues no se produciría radiactividad y ambos son abundantes, produciéndose helio. Además, el helio es un subproducto muy interesante pues es muy escaso en la Tierrra.

Reacción de fusión p+B –> He

El deuterio puede obtenerse de agua de mar. Para hacerse a una idea de la eficiencia de esta reacción, un litro de agua del mar tiene suficiente deuterio como para producir tanta energía como tres cientos litros de gaolina.

1 litro de agua daría tanta energía como 300 litros de gasolina

El núcleo de la máquina es, como se ve en la siguiente fotografía, muy sencillo. Consta de seis bobinas conductoras, cada una de las cuales creará un campo magnético cuando se haga ciercular corriente por ellas.

Las bobinas están encerradas en tubos metálicos de forma toroidal, pero en la fotografía se han abierto dos para mostrar su interior.

Esta fotografía es de una máquina real, esperimental, de poca potencia, pero como se puede ver es pequeña y simple. Una industrial de una central de 100MW sería tan sólo unas ocho o diez veces mayor.

En la fotografía siguiente se ve completamente el núcleo del Polywell, y también se aprecia su pequeño tamaño y simplicidad.

Además de ser pequeño y barato, vemos que no utiliza partes móviles ni materiales exóticos.

Este prototipo experimental, está formado por seis bobinas están colocadas limitando un cubo, pero en futuras versiones podrían diseñarse modelos más avanzados con más bobinas conductoras formando otras figuras geométricas como docecaedros.

Entre cada bobina conductora se puede hacer pasar un chorro de electrones. Si circula corriente por las bobinas, esos chorros de electrones circularán entrando y saliendo dentro del cubo.

En el siguiente esquema, los aros en negro representan a las bobinas, las líneas rojas representan la forma del campo magnético generado, los electrones son las marcas grises.

Una vez que se tienen a los electrones circulando, cuando hay suficiente cantidad, una parte de ellos no puede escapar, y se concentran en el centro del cubo. Una vez que esto se ha conseguido, se lanzan los protones y lo átomos de boro al interior del cubo. Normlamente los protones y lo núcleos de boro se repelen fuertemente, pero ante la gran densidad de electrones del interior, los protones son atraidos con gran fuerza y muchos de ellos terminan colisionando con los núcleos de boro, produciéndose la reacción de fusión.

Por si fueran pocas las ventajas mencionadas de esta máquina, con el adecuado diseño, podría producir electricidad de un modo muy directo, sin turbinas: haciendo pasar entre otras bobinas conductoras a los núcleos de helio resultantes de la fusión. Según las estimaciones, una máquina como esta produciría electricidad entre diez y cien veces más barata respecto a la de hoy en día.

Pero nada de entusiasmarse, porque aún están experimentando y veremos si finalmente funciona a escala industrial.

La imagen siquiente es una representación de cómo podría ser una máquina completa industrial, de unos 100MW de potencia (aproximadamente la décima parte de potencia de un típico reactor nuclear actual).

La animación en vídeo siguiente clarificará su funcionamiento.


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