El físico de PPPL Federico Nespoli en el Gran Dispositivo Helicoidal en Japón. Crédito: Instituto Nacional de Ciencias de la Fusión de Japón / Kiran Sudarsanan.
Los científicos han descubierto que la adición de un agente de limpieza doméstico común, el boro mineral que se encuentra en limpiadores como el bórax, puede mejorar drásticamente la capacidad de algunos dispositivos de energía de fusión para contener el calor necesario para generar reacciones de fusión en la Tierra, como lo hacen los sol y estrellas.
Físicos del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), en colaboración con investigadores japoneses, realizaron la observación en el Gran Dispositivo Helicoidal (LHD) en Japón, una instalación magnética sinuosa que los japoneses llaman un «heliotrón». Los resultados demostraron por primera vez un nuevo régimen de contención de calor en instalaciones llamadas stellarators, similar al heliotrón. Los resultados podrían promover el diseño con curvas como modelo para futuras plantas de energía de fusión.
Mayor contención
Los investigadores produjeron el Régimen de Contención Superior inyectando pequeños granos de boro polvo en el plasma LHD que alimenta las reacciones de fusión. La inyección a través de un cuentagotas instalado por PPPL redujo en gran medida los vórtices y los vórtices turbulentos y aumentó el calor confinado que produce las reacciones.
“Pudimos ver este efecto muy claramente”, dijo Federico Nespoli, físico de PPPL, autor principal de un artículo que detalla el proceso en la revista. física de la naturaleza. «Mientras más energía ponemos en el plasma, mayor es el aumento de calor y confinamiento, lo que sería ideal en las condiciones reales del reactor».
David Gates, físico investigador sénior de PPPL que dirige el departamento de proyectos avanzados que supervisó el trabajo, “Estoy muy entusiasmado con estos excelentes resultados que escribió Federico en este importante artículo sobre nuestras colaboraciones con el equipo en el gran dispositivo helicoidal cuando comenzamos este proyecto, el gotero de polvo de impurezas LHD, en 2018, esperábamos que pudiera haber un efecto en la contención de energía. Las observaciones son incluso mejores de lo esperado con la eliminación de la turbulencia en gran parte del rayo de plasma. Estoy muy agradecido a nuestros colegas japoneses por darnos la oportunidad como equipo de participar en estos experimentos».
Los resultados también deleitó a los investigadores japoneses. «Estamos muy contentos y encantados de lograr estos resultados», dijo Masaki Osakabe, director ejecutivo del proyecto LHD y asesor científico para la investigación de fusión nuclear de MEXT, el ministerio japonés responsable de la energía nuclear. “También nos sentimos honrados de colaborar con PPPL”, dijo Osakabe. «Los hallazgos revelados con esta colaboración proporcionarán una gran herramienta para controlar el plasma de alto rendimiento en un reactor de fusión».
Concepto prometedor
Los Stellarators, construidos por primera vez en la década de 1950 bajo el fundador de PPPL, Lyman Spitzer, son un concepto prometedor con instalaciones magnéticas simétricas de cola larga llamadas tokamaks como el dispositivo principal para producir energía de fusión. Una historia de contención térmica relativamente débil ha desempeñado un papel en la restricción de los stellarators, que pueden operar en un estado estable con poco riesgo de las perturbaciones de plasma que enfrentan los tokamaks.
La fusión combina elementos ligeros en forma de plasma, el estado caliente y cargado de la materia formado por electrones libres y núcleos atómicos, o iones, que constituyen el 99 % del universo visible, para liberar cantidades masivas de energía. Tokamaks y Stellarators son los principales diseños magnéticos de los científicos que buscan recolectar energía de fusión segura, limpia y prácticamente ilimitada para generar energía de fusión para la humanidad.
Bien que le bore ait longtemps été utilisé pour conditionner les murs et améliorer le confinement dans les tokamaks, les scientifiques n’avaient jamais vu auparavant «une réduction généralisée de la turbulence et une augmentation de la température comme celles rapportées dans cet article», selon el documento. Además, no hubo observaciones de explosiones de calor y partículas dañinas, conocidas como modos localizados en el borde (ELM), que pueden ocurrir en tokamaks y stellarators durante alta contención, o modo H. la fusión experiencias.
La notable mejora en el calor y el confinamiento en el plasma LHD puede deberse a la reducción de la llamada inestabilidad del gradiente de temperatura iónica (ITG), según el artículo, que produce turbulencia que provoca una fuga de plasma de la contención. La reducción de la turbulencia contrasta con un tipo de pérdida de calor llamado «transporte neoclásico», la otra causa principal de escape de partículas de la contención del estelarador.
nueva ronda
Ahora se está realizando un nuevo conjunto de experimentos LHD para probar si la mejora en el calor y la contención continúa para un mayor rango de tasas de inyección de masa, densidad de plasma y potencia de calentamiento. A Nespoli y sus colegas también les gustaría ver si el polvo de carbón puede funcionar tan bien como el boro. «El boro crea una capa en la pared que es buena para confinamiento y el carbón no va a hacer eso «, dijo. Queremos ver si todo el polvo es bueno o si es el boro el que está mejorando las condiciones».
Otros objetivos incluyen la evaluación de la capacidad del boro para mejorar el rendimiento del plasma durante el funcionamiento en estado estable del LHD, que es capaz de tener una vida extremadamente larga. plasma se descarga hasta una hora. Tales experimentos podrían producir más evidencia del valor del diseño de stellarator en el futuro.
Más información:
F. Nespoli et al, Observación de un régimen de turbulencia reducido con inyección de polvo de boro en un stellarator, física de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038 / s41567-021-01460-4
Cita: Common Domestic Cleaner May Boost Efforts to Harvest Fusion Energy on Earth (11 de enero de 2022) Consultado el 11 de enero de 2022 en https://phys.org/news/2022-01-common-household-cleaner-boost-effort.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso justo para fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.
Los científicos se están centrando en detectar sulfuro de dimetilo (DMS) en su atmósfera.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST), el telescopio más potente jamás lanzado, está a punto de comenzar una misión de observación crucial en la búsqueda de vida extraterrestre.
Como se informó Los tiempos, El telescopio enfocará un planeta distante que orbita una estrella enana roja, K2-18b, ubicada a 124 años luz de distancia.
K2-18b ha atraído la atención de los científicos debido a su potencial para albergar vida. Se cree que es un mundo cubierto de océanos que es aproximadamente 2,6 veces más grande que la Tierra.
El elemento clave que buscan los científicos es el sulfuro de dimetilo (DMS), un gas con características fascinantes. Según la NASA, en la Tierra el DMS es “producido únicamente por la vida”, principalmente por el fitoplancton marino.
La presencia de DMS en la atmósfera de K2-18b sería un descubrimiento importante, aunque el Dr. Nikku Madhusudhan, astrofísico principal del estudio en Cambridge, advierte contra sacar conclusiones precipitadas. Aunque los datos preliminares del JWST sugieren una alta probabilidad (más del 50%) de la presencia de DMS, se necesitan más análisis. El telescopio pasará ocho horas observando este viernes, seguidas de meses de procesamiento de datos antes de poder encontrar una respuesta definitiva.
La ausencia de un proceso natural, geológico o químico que se sepa que genera DMS en ausencia de vida añade peso al entusiasmo. Sin embargo, incluso si se confirma, la gran distancia de K2-18b presenta un obstáculo tecnológico. Viajando a la velocidad de la nave espacial Voyager (60.000 kilómetros por hora), una sonda tardaría 2,2 millones de años en llegar al planeta.
A pesar de la inmensa distancia, la capacidad del JWST para analizar la composición química de la atmósfera de un planeta mediante el análisis espectral de la luz de las estrellas que se filtra a través de sus nubes proporciona una nueva ventana al potencial de vida más allá de la Tierra. Esta misión tiene el potencial de responder a la antigua pregunta de si estamos realmente solos en el universo.
Las próximas observaciones también pretenden aclarar la existencia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18b, resolviendo potencialmente el «problema de metano faltante» que ha desconcertado a los científicos durante más de una década. Si bien continúa el trabajo teórico sobre las fuentes no biológicas del gas, se esperan conclusiones definitivas dentro de cuatro a seis meses.
Los astronautas del primer Starliner completan el ensayo general antes del lanzamiento el 6 de mayo.
Los astronautas de la NASA Butch Wilmore y Suni Williams completaron un importante ensayo general antes de su histórico lanzamiento en Boeing Starliner no antes del 6 de mayo, anunciaron funcionarios de la agencia el viernes 26 de abril, horas después de que terminara el ensayo.
«Wilmore y Williams completaron una serie de pasos el día del lanzamiento, incluido vestirse, trabajar en un simulador de cabina y utilizar el mismo software que se utilizará durante el lanzamiento», añadió. Los funcionarios de la NASA escribieron en una publicación de blog el viernes 26 de abril.
El ensayo tuvo lugar en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Orlando, Florida, e incluyó un procedimiento de cuenta atrás con la nave espacial Starliner, que se encuentra encima del cohete Atlas V de United Launch Alliance que lo llevará a la Estación Espacial Internacional (ISS).
La prueba de vuelo tripulada de una semana de duración completó con éxito su revisión final de preparación para el vuelo con la NASA el jueves 25 de abril. CFT, la primera misión Starliner con astronautas, tiene como objetivo certificar la nave espacial para misiones de seis meses a la ISS que podrían comenzar ya en 2025. Lea más sobre el lanzamiento de Starliner aquí en Space.com.
Los astronautas de Starliner llegan al sitio de lanzamiento
Los astronautas de la prueba de vuelo de la tripulación de Boeing Butch Wilmore (izquierda) y Suni Williams, ambos de la NASA, llegan al Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida el 25 de abril a bordo de un avión T-38 antes de su lanzamiento. (Crédito de la imagen: NASA)
Los dos astronautas de la NASA que volarán a bordo de la primera nave espacial Starliner tripulada de Boeing han llegado al Centro Espacial Kennedy en Florida para preparar su histórico lanzamiento a la Estación Espacial Internacional el próximo 6 de mayo.
El comandante de pruebas de vuelo de la tripulación del Boeing Starliner, Butch Wilmore, y la piloto Sunita Williams aterrizaron su avión supersónico T-38 de la NASA en el Centro de Lanzamiento y Aterrizaje del centro espacial después de un corto vuelo desde Ellington Field en Houston, cerca del Centro Espacial Johnson.
Los astronautas se lanzarán a la ISS a bordo del Starliner de Boeing y un cohete Atlas V desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral, cerca de KSC. Su misión de una semana a la ISS es un crucero de prueba final para que el Starliner de Boeing demuestre que está listo para los vuelos operativos de la tripulación de la NASA. Al final de la misión, Starliner se lanzará en paracaídas a la Tierra y aterrizará en el suroeste de Estados Unidos.
La NASA ha lanzado dos nuevas películas que muestran observaciones cambiantes de dos fuentes bien conocidas en el cielo: Casiopea A y la Nebulosa del Cangrejo. Los dos protagonistas son los restos de estrellas masivas que se convirtieron en supernovas en nuestra galaxia. Los vídeos a intervalos condensan 20 años de datos del telescopio de rayos X Chandra en sólo 20 segundos espectaculares.
La explosión que creó la Nebulosa del Cangrejo apareció en nuestro cielo hace casi 1.000 años, en 1054. Fue reportada por astrónomos chinos y muchos otros en todo el mundo (la falta de menciones en Europa podría tener que ver con la Iglesia Católica). La supernova dejó un púlsar y Chandra pudo rastrear los cambios muy energéticos alrededor de este objeto extremo entre 2000 y 2022.
Esto ya es extraordinario, y se realizarán aún más observaciones, ya que el chorro visible en las observaciones de 2022 será rastreado nuevamente a finales de este año.
El púlsar en el centro de la Nebulosa del Cangrejo visto a lo largo del tiempo.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Schmidt, J. Major, A. Jubett, K. Arcand
Cassiopeia A es un remanente de supernova mucho más joven. Era visible desde la Tierra hace 340 años y Chandra también lo ha estado observando desde 2000. Las observaciones anteriores que mostraban sus cambios se centraban en el período de 2000 a 2013, pero en el nuevo lapso de tiempo esto se ha extendido hasta 2018. Las ondas de choque son visibles en observaciones, donde las partículas se aceleran y emiten rayos X.
Casiopea A tiene una estrella de neutrones en su corazón, descubierta por Chandra poco después del lanzamiento del telescopio en 1999. Las observaciones fueron esenciales para ayudarnos a comprender mejor cómo las estrellas se convierten en supernovas y cómo se forman estrellas de neutrones y púlsares regulares durante este proceso.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Óptica: NASA/STScI; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Mayor, A. Jubett, K. Arcan
Las imágenes de Cassiopeia A fueron reprocesadas recientemente con una nueva técnica que llevó la aguda visión de Chandra al límite. Las dos nuevas películas muestran la capacidad de Chandra para demostrar observaciones y datos capturados durante un período humano.
.gif)
