Nueva técnica de imagen de rayos X revela desafíos en la fusión nuclear

La demanda creciente de energía limpia y abundante ha obligado a los científicos a encontrar una manera de satisfacer las necesidades energéticas del mundo. Para lograr esto, los científicos han estado haciendo esfuerzos serios para replicar las reacciones de fusión del sol. Si se logra aprovechar con éxito en la Tierra, este método complejo puede satisfacer la demanda de una energía abundante y sostenible.

Los desafíos técnicos asociados con las reacciones de fusión

Sin embargo, persisten numerosos desafíos técnicos asociados con las reacciones de fusión, lo que retrasa el progreso de los programas de estilo sol artificial.

Los experimentos de energía de fusión inercial como enfoque principal

En este ámbito, los experimentos de energía de fusión inercial han sido el enfoque principal de los investigadores. Estos experimentos tienen como objetivo recrear las condiciones necesarias para la fusión comprimiendo una pastilla de combustible a densidades extremadamente altas.

Técnica de imagen de rayos X novedosa

Ahora, se espera que una nueva técnica de imagen de rayos X aborde estos problemas. Basada en un método conocido como imagen Ptychographic, la técnica implica generar imágenes analizando los patrones de fotones dispersados en una muestra.

Una técnica de medición única en su tipo

«Este tipo de técnica de volumen 3D en un láser de electrones libres es una medida única en su tipo», afirmó Adra Carr, científica investigadora en el Laboratorio Nacional de Los Álamos y autora principal del trabajo.

El potencial de esta técnica de rayos X

La técnica de imagen de rayos X ha permitido a los investigadores resolver la nanoestructura tridimensional de un foam de cobre con una precisión sin precedentes, directamente relevante para los experimentos de fusión.

Esta técnica aprovecha la coherencia y la brillantez del láser de electrones libres de rayos X para interrogar el foam de una manera que pocos otros métodos podrían lograr.

Las imágenes generadas revelaron la falta de uniformidad del foam de cobre

Las imágenes generadas mostraron que el foam de cobre no es tan uniforme como se esperaba. Muchas de las capas delgadas de foam estaban distorsionadas, fusionadas o abiertas, variaciones que podrían afectar su desempeño en los experimentos de fusión.

El impacto de este hallazgo en el desarrollo de la energía de fusión

Este hallazgo puede ayudar en el desarrollo de la energía de fusión, un proceso que alimenta al Sol y otras estrellas. La fusión puede involucrar muchos elementos diferentes en la tabla periódica, pero los investigadores están particularmente interesados en la fusión del deuterio-tritio (DT).

DT fusion produce un neutrón y un núcleo de helio. El conocimiento adquirido sobre la nanoestructura del foam de cobre puede ser utilizado para optimizar los métodos de fabricación del foam y adaptar estos materiales para experimentos de confinamiento inercial.

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