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El reactor de fusión CrossFire es un concepto que utiliza campos magnéticos de estado estable para confinar radialmente y fuerzas magnéticas móviles helicoidales más campos electrostáticos para atrapar axialmente plasma de iones cargados eléctricamente, de una manera energéticamente eficiente para encender reacciones de fusión, pero permitiendo que los subproductos cargados escapen longitudinalmente a las salidas para ser convertidos directamente en electricidad, produciendo energía eléctrica segura, limpia, densa y virtualmente ilimitada sin contaminación y sin desechos radiactivos. Las fuerzas magnéticas móviles helicoidales pueden ser producidas por corrientes eléctricas desfasadas que fluyen a través de un conjunto de bobinas helicoidales concéntricas rotadas axialmente 60° entre sí, y también alternativamente por un resonador alimentado por RF en fase { [0° 90°] ⊥ [90° 180°] } dispuestas ortogonalmente con un espacio de cuarto de onda (¼λ).
Prefacio:
Fusion Reactor - helix-coils - Video
Fusion Reactor - resonator - Video
La fusión nuclear se produce cuando núcleos atómicos ligeros, que tienen suficiente energía cinética, chocan entre sí para combinarse, superando la repulsión de la fuerza electrostática, para formar un núcleo atómico más pesado que libera una enorme cantidad de energía. Para que se produzcan reacciones de fusión, es necesario tener suficiente energía cinética y confinamiento para lograr colisiones a la velocidad requerida. Las reacciones de fusión nuclear tienen una densidad de energía mucho mayor que la fisión nuclear. La fisión nuclear que involucra uranio-235, plutonio-239 e incluso el más seguro torio-232, produce más riesgos de radiación y desechos radiactivos que una fusión nuclear neutrónica convencional que involucra deuterio y tritio, y la fusión nuclear neutrónica convencional, aunque relativamente benigna (sin problemas de desechos radiactivos a largo plazo), produce más neutrones que una fusión nuclear aneutrónica que involucra helio-3, hidrógeno-1 (boro-11, litio-6, litio-7, berilio-9), que producen el residuo no radiactivo helio-4. Ambas liberan millones de veces más energía que las reacciones químicas. La fusión nuclear tiene una gran potencia y una alta densidad energética, no puede “explotar ni fundirse”, utiliza poco terreno y la producción de energía es menos intermitente, es decir, más constante y compacta en comparación con la solar, la eólica y la biomasa.
En los albores de la ciencia nuclear, un número considerable de reacciones nucleares se descubrió con ayuda de generadores electrostáticos (multiplicadores de Cockcroft-Walton, de Van de Graaff y de Pelletron) que funcionaban a altos voltajes y con un bajo consumo de energía.[1][2][3][4]
Hasta la fecha, ha habido varios enfoques para intentar aprovechar la reacción de fusión para la producción de electricidad: Tokamak, dipolo levitado, Riggatron, configuración de campo invertido, pinzamiento de campo invertido, reactor de fusión de espejo magnético, Spheromak, fusión láser, máquina Z, MagLIF, fusión focal, fusor Farnsworth-Hirsch, Bussard Polywell, fusión catalizada por muones, fusión de iones pesados, fusión de objetivo magnetizado, fusión toroide de plasma en colisión, fusión fría, sonofusión, fusión piroeléctrica, Astron, Tri Alpha Energy, Helion Energy, fusión de haz, fusión general, Migma y otros.[26][27]
La mayoría de los reactores de fusión convencionales, por ejemplo, El ITER y el NIF, que aún están a décadas de ser viables debido a la enorme energía que se requiere para alcanzar apenas los 5 keV, están diseñados para fusionar una mezcla de deuterio y tritio, que emite el 80% de su energía en forma de neutrones rápidos, lo que hace que el aparato sea relativamente radiactivo, lo que puede tolerarse y controlarse (radiactividad de vida corta). La energía de los neutrones rápidos se recoge convirtiendo su energía térmica en energía eléctrica, lo que es muy ineficiente (menos del 30%). Además, la mayoría de los reactores de fusión convencionales son grandes devoradores de energía porque utilizan compresión magnética y láseres en lugar de aceleración electrostática, lo que los sitúa a casi todos muy lejos del punto de equilibrio; finalmente, la mayoría de ellos funcionan mediante arranques y apagados repetidos (modo pulsado) que causan enormes pérdidas de energía.
Nota: por favor, no te tomes los temas técnicos tan en serio como para tu propio beneficio. En cuanto a los otros enfoques de fusión, que fueron concebidos y/o han sido mejorados por científicos, ingenieros y empresarios extraordinariamente valientes y brillantes, las críticas son solo para ayudar a contextualizar el concepto propuesto. De esta manera, siéntase libre de criticar severamente el concepto propuesto, sin ataques personales, sea lógico y racional, para mantener una argumentación sana.
Las máquinas de fusión electrostática pioneras:
Fusor Farnsworth-Hirsch (patente estadounidense: 3258402, 3664920)[6] que utiliza aceleración electrostática para alcanzar una gran energía cinética de 170 keV (2 mil millones de °C), mientras que los Tokamaks apenas pueden alcanzar los 10 keV (100 millones de °C) debido al uso de métodos ineficientes como la compresión magnética. Sin embargo, todavía tiene el problema irresoluble de la pérdida de red que ha impedido que el Fusor Farnsworth-Hirsch aproveche al máximo la aceleración electrostática.[10][11][12][16]
El Polywell de Bussard (patente estadounidense: 4826646)[7] es similar al Fusor, excepto que ha incorporado un sistema de confinamiento magnético similar al Magnetic Well for Plasma Confinement (patente estadounidense: 4007392)[8][9], también similar al Limpaecher Multicusp Containment (patente estadounidense: 4233537) y otros dispositivos de plasma (patente estadounidense: 4584160). El método Polywell se puede caracterizar brevemente por los siguientes pasos: generar cúspides magnéticas, inyectar electrones a través de las cúspides magnéticas para crear un potencial negativo (cátodo virtual), inyectar partículas cargadas positivamente hacia el potencial negativo y mantener el número de electrones mayor que el número de partículas cargadas positivamente. Aparentemente, su esquema esencial de cátodo virtual, compresión magnética "wiffleball" y recirculación de electrones, también ha impedido que el Polywell aproveche al máximo la aceleración electrostática.[17]
Diferenciación y caracterización breves:
Fusor Farnsworth-Hirsch: cátodo real (rejilla interna), contención electrostática;
En contexto, los reactores de fusión FRC (configuración de campo invertido) son esencialmente colisionadores de plasmoides pulsados, es decir, monofásicos pulsados en lugar de multifásicos. En algunas versiones de FRC (solicitud estadounidense: 20050249324, 20120031070), se emplea un campo magnético rotatorio (RMF), a veces denominado Rotamak, para formar y sostener el plasmoide. El campo magnético radial "rotativo" es generado por un conjunto ortogonal de bobinas excitadas por energía de radiofrecuencia, en fase en cuadratura. Por lo tanto, produce solo campos magnéticos rotatorios, pero no campos magnéticos móviles y rotatorios, ni campos móviles helicoidales.
Hasta este momento, no existía ningún reactor de fusión nuclear diseñado para utilizar corrientes eléctricas alternas multifásicas para producir campos magnéticos móviles radial y axialmente, lo que da como resultado una fuerza de movimiento helicoidal para acelerar y confinar el plasma de partículas cargadas.
El concepto de reactor de fusión CrossFire fue diseñado para aprovechar al máximo la aceleración electrostática, y ahora se ha mejorado con corrientes eléctricas multifásicas que fluyen a través de bobinas concéntricas para producir campos magnéticos que se mueven radial y axialmente para acelerar y confinar el plasma con el fin de que sea mucho más eficiente energéticamente para aprovechar la energía de fusión para producir directamente una enorme cantidad de energía eléctrica rentable a partir de combustibles aneutrónicos limpios, seguros y respetuosos con el medio ambiente.
Para una mejor comprensión inicial, primero se describirá la realización básica compuesta por dos polos/salidas y luego se describirá con más detalle una realización avanzada compuesta por catorce polos/salidas:
La realización de dos polos es conceptualmente casi igual a la realización de catorce polos, excepto que tiene dos salidas en lugar de catorce para hacer que el concepto sea más fácil de entender, principalmente en lo que respecta al uso inteligente de la aceleración electrostática que se utiliza de manera ventajosa para reducir drásticamente los requisitos de energía para lograr una ganancia neta de las reacciones de fusión (más energía de salida que de entrada), excepto también que la realización de catorce polos puede funcionar más específicamente solo con aceleradores multifásicos sin aceleración electrostática.
El aparato básico está compuesto por una armadura, un electroimán superconductor centrado dentro de la armadura, un generador electrostático (Van de Graaff o Pelletron) entre la armadura y el electroimán, también un eje de motor-generador aislado eléctricamente para alimentar el electroimán; un sistema de intercambio de calor conectado al electroimán a través de tubos intercambiadores de calor aislados eléctricamente para enfriar los electroimanes superconductores y también para reciclar la energía térmica en energía eléctrica; dos conjuntos de fuentes de iones y aceleradores multifásicos en cada extremo distal de la armadura, un conjunto de imanes cuadrupolos que conectan el electroimán a los extremos distales de la armadura. Los imanes cuadrupolos están dispuestos en cuadratura (rotados 90° entre sí y espaciados por aislantes eléctricos (nitruro de boro)) para provocar un fuerte enfoque que haga que los haces sean más convergentes y densos mientras se mueven a través de las cúspides magnéticas de los cuadrupolos hacia la cámara de reacción. Además, una bomba de vacío conectada mediante tuberías aisladas al orificio del electroimán; una fibra óptica (alto aislamiento eléctrico e inmunidad a la interferencia electromagnética) para controlar y/o monitorear el electroimán superconductor; y un reciclador de combustible de fusión opcional para retirar cualquier combustible no quemado de los subproductos de la fusión. El espacio entre la armadura y los imanes puede estar vacío o lleno de gas aislante (N2, CO2, SF6). El orificio del electroimán puede recubrirse opcionalmente con una capa alterna de tungsteno y carburo de boro (W/B4C) para que actúe como un espejo de rayos X[18][19][20]. Y conectado externamente a las extremidades distales: un conjunto de cañones de electrones, convertidores de energía y colectores de iones multietapa.
El acelerador multifásico consta de seis bobinas helicoidales concéntricas, rotadas axialmente 60° una de la otra y alimentadas por seis fases [0° 60° 120° 180° 240° 300°], para producir campos magnéticos móviles tanto en dirección radial como axial, lo que da como resultado fuerzas de movimiento helicoidales para acelerar y confinar radial y unidireccionalmente el plasma de partículas cargadas. Debe ser más corto con mucho más par que los Linacs, y la velocidad de la fuerza de movimiento resultante se puede calcular y ajustar para una transferencia de potencia máxima.
Las bobinas multifásicas se pueden encerrar con un imán permanente periódico (PPM) (NS SN NS SN NS SN)[31] para reforzar la contención radial.
El acelerador multifásico también se puede implementar alternativamente con un resonador (RF en fase { [0° 90°] ⊥ [90° 180°] } dispuesto ortogonalmente con un cuarto de onda (¼λ) espaciado) en lugar de bobinas helicoidales concéntricas para lidiar con el "efecto pelicular" sin "alambre litz" para producir de manera similar fuerzas electromagnéticas móviles en direcciones radiales y axiales que resulten en fuerzas móviles helicoidales para acelerar y confinar radial y unidireccionalmente el plasma.
El plasma puede tener carga positiva o negativa; en el caso de carga positiva, el electroimán debe tener un potencial negativo; en caso contrario, un potencial positivo.
Por lo tanto, la configuración eléctrica puede ser:
[armadura(+) electroimán(-) iones(+)]
[armadura(-) electroimán(+) iones(-)]
No hay preferencia con respecto a las configuraciones eléctricas anteriores, aunque los iones positivos pueden producir menos radiación de frenado debido a la falta de electrones, y los iones negativos tal vez promuevan/catalicen más captura de electrones debido al exceso de electrones. De todos modos, en ambos casos, para una producción de mayor energía, la relación carga-masa debe calcularse y ponderarse para que sea lo más baja posible, manteniendo el plasma en un estado cuasi-neutral que requiere voltajes eléctricos más altos y campos magnéticos más fuertes, que aún son factibles y asequibles con las tecnologías superconductoras actuales.
Los campos magnéticos y eléctricos estáticos forman una especie de "trampa de Penning" capaz de confinar el plasma de iones cargados (los iones están confinados radialmente por los campos magnéticos y atrapados longitudinalmente por los campos eléctricos). Con la ayuda de un controlador de flujo másico y un amperímetro, la relación carga-masa se puede dosificar con precisión manteniendo el plasma en un estado casi neutro de acuerdo con los cálculos.
Si solo una de las fuentes de iones ioniza el combustible de fusión con una relación carga-masa predefinida, entonces el pellet de plasma cargado eléctricamente es acelerado por los campos magnéticos en movimiento helicoidal y naturalmente atraído por los campos eléctricos intercambiando su energía potencial en energía cinética y viceversa. La aceleración y desaceleración causan algunas pequeñas pérdidas electromagnéticas que terminarán como calor residual, sin embargo, la energía cinética es suficiente para que se produzca la fusión. Los campos eléctricos actúan como lentes electrostáticas que estrechan los haces cargados a medida que se acercan a los extremos distales, y los campos magnéticos actúan como lentes magnéticas que se estrechan/contraen a medida que se mueven de regreso hacia el interior de la cámara, lo que hace que el plasma sea cada vez más denso radialmente; El enfoque puede ser aún más fuerte con la adición de imanes cuadrupolos eléctricamente aislados y espaciados girados 90° entre sí. Los campos magnéticos evitan que los gránulos de plasma toquen las paredes internas del electroimán. Entonces, no hay corriente eléctrica entre el plasma y el generador electrostático P=V×I≈0, solo hay inducción electrostática, consumo de energía insignificante para mantener las condiciones ideales para que la fusión ocurra de manera eficiente.
Si los dos conjuntos de fuentes de iones ionizan el combustible de fusión con una relación carga-masa predefinida, el combustible de fusión ionizado (gránulos de plasma) se acelera por las fuerzas de movimiento helicoidal y es atraído naturalmente por el electroimán (que está a un potencial eléctrico opuesto) y llega al orificio con gran energía cinética (600 keV) suficiente para que se produzcan las reacciones de fusión. Los dos pellets de plasma chocan (microgramos/segundo con trillones de átomos) con alta probabilidad de ocurrir reacciones de fusión liberando una enorme cantidad de energía en forma de partículas cargadas causando algunas reacciones en cadena e impulsando el pellet cargado (que contiene tanto combustibles quemados como no quemados) hacia las salidas pasando por los Convertidores de Energía, transfiriendo energía al sistema mientras fuerza campos eléctricos/magnéticos para aterrizar suavemente en los colectores multietapa para finalmente neutralizarse, y después de eso, los subproductos pueden reciclarse para separar los combustibles quemados y no quemados. Los cañones de electrones deben extraer electrones de un terminal positivo de un condensador, y estos electrones deben ser impulsados por los subproductos de la fusión contra campos eléctricos hacia el terminal negativo (conectado a los colectores de iones multietapa) aumentando la energía almacenada (E=½CV²); en otras palabras, la corriente eléctrica de los cañones de electrones versus el voltaje ganado es la potencia eléctrica (P=V×I); Además los campos alternos producidos por los convertidores de energía son amplificados por el haz de electrones, luego rectificados para ser enviados a un banco de baterías.
En el interior, el orificio del electroimán está en equilibrio electrostático, sólo los campos magnéticos impiden que el plasma toque las paredes internas, por lo tanto, después de que los gránulos de plasma cargados hayan obtenido la energía cinética completa debido a la aceleración electrostática, el orificio del electroimán actúa como un tubo de deriva. Teóricamente, los iones más cargados eléctricamente tienden a rodear la superficie del plasma encierra los átomos neutros dentro del gránulo. Cuando los dos gránulos de plasma se aproximan entre sí, los iones cargados tienden a migrar hacia el extremo posterior, lo que permite que los átomos neutros colisionen frontalmente, lo que hace que la fusión se produzca más fácilmente debido a la captura de electrones (seguida de la desintegración beta) o a pares protón-electrón que forman temporalmente neutrones virtuales, lo que ayuda a superar la barrera de Coulomb entre los núcleos. De todos modos, la aceleración electrostática puede alcanzar los 600 keV, que es suficiente para fusionar átomos [5] con o sin la captura de electrones y las teorías de neutrones virtuales temporales. Con los imanes cuadrupolos eléctricamente aislados y espaciados (rotados 90° entre sí), el enfoque puede ser aún más fuerte, lo que hace que el plasma sea mucho más denso radialmente. Densidad, confinamiento y energía cinética, las condiciones básicas para que se produzca la fusión [23], y bajo consumo de energía para la ganancia neta.
Las bobinas multifásicas son más reactivas que simplemente resistivas, porque los campos magnéticos en movimiento ejercen fuerzas sobre las cargas en movimiento F=q(v × B) y viceversa. Al igual que un motor de CA[28] que puede comportarse como generador de CA y viceversa. F=i(L × B) ε=(Bℓv sinθ)
El convertidor de energía también utiliza bobinas multifásicas, pero con el propósito de desacelerar para convertir la energía cinética en energía eléctrica. Se calcula que la velocidad de las fuerzas en movimiento es muy lenta y hacia los colectores multietapa. En este caso, los subproductos de la fusión rápida potencian los campos magnéticos de movimiento lento producidos por las bobinas multifásicas, transfiriendo así energía de forma electrodinámica para que sea aprovechada de forma eficaz por los rectificadores de puente de diodos del sistema.
Electroimanes en modo de estado estable en lugar de modo pulsado.
Aceleración electrostática en lugar de compresión magnética, sabiduría en lugar de fuerza bruta, lo que conduce a un uso más eficiente de la energía para superar el punto de equilibrio.
Los electroimanes superconductores deben consumir solo unos pocos kilovatios, y los campos magnéticos pueden soportar plasma de iones a temperaturas muy altas (r = mv / qB) [25]
La aceleración electrostática, con una configuración correcta, puede alcanzar una gran energía cinética (600 keV ≈7 mil millones de °C) suficiente para fusionar hidrógeno-boro, litio-6/7, berilio-9, helio-3, con un consumo de energía razonable (unos pocos kilovatios) que se puede demostrar fácilmente mediante cálculos simples y consistentes. La energía de los campos magnéticos y eléctricos juega un papel de inducción, de manera similar a la energía gravitacional del Sol, que no se consume después de todo; "la energía no se puede crear ni destruir", simplemente se libera a partir de reacciones de fusión inducidas.
Nota: las fuerzas eléctricas/magnéticas son mucho más fuertes (1036 undecillones) que las gravitacionales.[22]
F=ke(q1q2)/r² F=G(m1m2)/r² masa del electrón=0,00091E-27 kg
Aunque la conversión de energía directa es altamente eficiente, siempre habrá algo de calor residual proveniente de la radiación electromagnética, principalmente en el rango de rayos X (bremsstrahlung) que está protegido por las capas de tungsteno. El calor residual se puede reciclar en electricidad utilizando turbinas de vapor convencionales o, mejor aún, utilizando el convertidor termoeléctrico multifásico. El convertidor termoeléctrico multifásico puede recolectar la mayor parte del calor residual del reactor de fusión aneutrónico, duplicando (o incluso triplicando) la eficiencia general de la conversión térmica a eléctrica para reducir drásticamente el desperdicio térmico. Internamente, funciona forzando radialmente al refrigerante a empujar axialmente las cargas eléctricas contra los campos eléctricos/magnéticos.
Los combustibles de fusión pueden estar compuestos de núcleos atómicos ligeros como hidrógeno, deuterio, tritio, helio, litio, berilio, boro y sus diversos isótopos. Sin embargo, el helio-3, el hidrógeno-1 (boro-11, litio-6, litio-7, berilio-9) son de interés para la fusión nuclear aneutrónica (riesgos de baja radiación de neutrones).
+ 2
6
→
4He + (3He + 6Li) → 3 4He + 1H
+
20.9
MeV(
153
42
GWh/kg)
1H
+
7
→ 2
4He
+
17.2
MeV (
204
TJ/kg ≈
56
GWh/kg)
1H
+
9
→
4He + 6Li
+
2.1
MeV (
22
TJ/kg ≈
6
GWh/kg)
+
3
He
→
4He + 2 1H
+
12.9
MeV (
205
TJ/kg ≈
57
GWh/kg)
1H
+
11
→ 3
4He
+
8.7
MeV (
66
TJ/kg ≈
18
GWh/kg)
La fusión aneutrónica es limpia y segura, y solo se requiere un mínimo de protección contra la radiación. La mayor parte de la energía producida por la fusión aneutrónica se produce en forma de partículas cargadas en lugar de neutrones, que pueden convertirse directamente en electricidad al hacerlas trabajar contra campos eléctricos/magnéticos que pueden superar potencialmente el 90% de eficiencia.[13]
Fusión de boro e hidrógeno (p-B11):
p + 11B → 3α + 8.68MeV = 4He (3.76 MeV) + 4He (2.46 MeV) + 4He (2.46 MeV)
1 eV(electron-volt) = 1.60218E-19 Joules
p-B11 masa: 6protones + 6neutrones = 6* 1.67262E-27 + 6* 1.67493E-27 = 20.0853E-27 kg
specific energy: (8.68MeV * 1.60218E-19)/( 20.0853E-27) = 69.2393E+12 J/kg
charge-to-mass ratio = (6* 1.60218E-19)/20.0853E-27 = 47.86127E+6 C/kg
E=½mv² → v=((E/m)*2)0.5 → v= (69.2393E+12 * 2)0.5 → v=11.7677E+6 m/s
with a superconducting electromagnet 30cm bore (15cm of internal radius)
r=mv/qB → B= (v/r)/(q/m) →
B=(11.7677E+6/0.15)/ 47.86127E+6 → B=1.64 T → ideal ≈ 4 Teslas
Consumo de combustible para producir 200 megavatios (controlador de flujo másico y amperímetro):
200 MW = 200 E+6 J/s → 200 E+6/( (8,68 MeV*1,60218 E-19)/(20,0853 E-27)) =
2,88853 E-6 kg/s ≈ 2,89 miligramos/segundo (2,88853 E-6 /2 = 1,44426 E-6)
Acelerador multifásico: frecuencia y potencia reactiva para 150 keV:
E=½mv² → (150 keV * 1,60218 E-19)=½( 20,0853 E-27)v² → v=1,54695 E+6 m/s
Longitud de 1 m: vL=Lf → 1,54695E+6=1*f → f = 1,54695E+6 Hz ≈ 1,55 MHz
((150keV * 1,60218E-19)/( 20,0853E-27))*(2,88853E-6 /2) = 1,72811E+6 J/s
Corriente eléctrica para 900 V CA: 1,72811E+6/900 = 1,9201E+3 A → IAC ≈ 2 kA
Un generador de Van de Graaff (o Pelletron) de 20 MV(20E+6) para acelerar iones a 150 keV.
E = qV → (E/m)= (q/m)V → (q/m)=(E/m)/V →
(q/m)=( (150keV * 1.60218E-19)/(20.0853E-27))/20E+6=
59.8266E+3 C/kg ≈ 59.8 µC/µg microculombio/microgramo (relación carga-masa)
Corriente de la fuente de iones: 2.88853E-6 kg/s * 59.8266E+3 C/kg = 0.1728 C/s ≈ 0.2 Amperios
2.88853E-6 / ((20.0853E-27) = 144E+18 reactantes/segundo (144 quintillones), lo que supone una probabilidad muy alta de tener reacciones de fusión, así como combustibles no quemados que se reciclarán posteriormente.
Los aceleradores multifásicos deben inducir 150 keV cada uno, la aceleración electrostática debe inducir 150 keV en cada lado, totalizando 600 keV.
Temperatura: 600 keV *(11604,505 K -273,15) = 6,79881 mil millones de °C ≈7 mil millones de °C
Como se dijo anteriormente, los campos magnéticos pueden soportar plasma iónico a muy alta temperatura, evitando que el plasma caliente toque las paredes internas del núcleo del reactor.
Con un electroimán superconductor de 4 Teslas de 30 cm de diámetro, aceleradores multifásicos y generador electrostático de 20 MV, es posible confinar y fusionar reactivos (p-B11) a 600 keV y confinar radialmente los subproductos cargados (4He) con un consumo de energía relativamente bajo. Fusión aneutrónica: limpia y segura, más difícil de realizar, pero no tanto después de todo.
Un cambio de paradigma de la aceleración electrostática a la aceleración multifásica.
La realización avanzada es conceptualmente similar a la realización de dos polos, excepto que tiene catorce aceleradores en lugar de dos, lo que le da un confinamiento e inyección cuasi isotrópicos que hacen que el concepto sea más poderoso sin la necesidad de aceleración electrostática.
Siguiendo los cálculos, el acelerador multifásico por sí solo es lo suficientemente energético para lograr la ignición de la fusión. Por lo tanto, sin la aceleración electrostática, la relación carga-masa puede ser cero, plasma neutro, sin saturación iónica, electrones y núcleos atómicos mucho más cerca (p-e-p) para disminuir sustancialmente la repulsión protón-protón, en consecuencia, una tasa de fusión y producción de energía mucho más altas. En unos pocos microgramos de combustible de fusión hay billones y billones de núcleos atómicos, y también electrones libres que pueden disminuir la repulsión de Coulomb, entonces es mucho más probable que se produzcan reacciones de fusión.
La realización avanzada está compuesta por un conjunto de catorce convertidores de energía y aceleradores multifásicos dispuestos en las caras de un octaedro truncado. El octaedro truncado tiene ocho imanes con orificios colocados en las caras hexagonales [NSNS][SNSN] para formar campos cuadrupolares en las caras cuadradas donde cada par de cuadrupolos de lados opuestos están en cuadratura, es decir, girados 90° entre sí, creando una cámara de reacción con catorce (seis + ocho) aberturas para los aceleradores multifásicos para hacer que las colisiones de plasma sean isotrópicamente más densas para una mayor tasa de fusión. En colisiones cuasi isotrópicas, los haces de plasma tienden a repelerse entre sí de manera convergente hacia el centro de la cámara de reacción, lo que aumenta la probabilidad de reacciones de fusión.
El efecto de espejo magnético (tendencia de las partículas cargadas a rebotar desde una región de campo alto) impide que el plasma toque las paredes internas de la cámara de reacción, y el plasma se acelera y se confina isotrópicamente por las fuerzas de movimiento producidas por los aceleradores multifásicos.
El concepto de reactor de fusión CrossFire no necesita enormes cantidades de energía, lo que puede hacer que la fusión nuclear sea relativamente más eficiente energéticamente y en términos de costos debido al uso inteligente de la aceleración multifásica y electrostática en lugar de devoradores de energía como la compresión magnética y los láseres, lo que lo coloca mucho más cerca de la practicidad que cualquier otro reactor de fusión convencional de una manera estable, confiable, predecible y controlable para la producción de energía a gran escala sin contaminación ni desechos radiactivos, contribuyendo a una Tierra libre de contaminación
Prácticamente, es la fuente de energía más densa y respetuosa con el medio ambiente. Puede sustituir más de 10.000 millones de toneladas/año de dióxido de carbono (CO2) por sólo 10.000 toneladas/año de gas helio-4 no radiactivo, inerte, seguro y ligero, que puede ascender por encima de la capa de ozono y tal vez escapar al espacio exterior y ser arrastrado por el viento solar.
La electricidad producida por la energía de fusión se puede utilizar para la electrólisis del agua para obtener hidrógeno:[29]
H2O + (286kJ/mol) → H2 + ½O2
Este hidrógeno se puede combinar con el dióxido de carbono atmosférico (CO2) para producir metanol (CH3OH):[30]
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
Este proceso puede reducir la concentración de CO2 y aumentar el oxígeno en la atmósfera, produciendo hidrógeno para pilas de combustible y metanol para vehículos; el metanol es relativamente limpio en comparación con la gasolina o el diésel, lo que puede reducir sustancialmente la contaminación mundial.
El boro-11 es relativamente abundante en la corteza terrestre (66 TJ/kg ≈18 GWh/kg), y no representa más del 0,1 % de los neutrones.
El helio-3 es abundante en el regolito de la Luna[14][15] (205 TJ/kg ≈57 GWh/kg), y prácticamente no contiene neutrones.
De ahora en adelante, la turbina de plasma de cambio de fase alimentada por el reactor de fusión aneutrónico, alimentada con p-B11, puede proporcionar un medio de propulsión potente y seguro para iniciar la búsqueda de helio-3 en nuestro sistema solar.
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