Ilustración de un reactor de fusión nuclear
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Poder ilimitado de fusión nuclear Puede ser un paso más cercano después del descubrimiento accidental de un nuevo proceso para suministrar el isótopo litio 6, lo que es vital para proporcionar combustible para un reactor de fusión sostenible.
El proceso de fusión menos desafiante implica la combinación de dos isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio, para producir helio, un neutrón y mucha energía. El tritio, un isótopo radiactivo raro de hidrógeno, es difícil y costoso de obtener. Los reactores “criadores” buscan fabricar tritio bombardeando litio con neutrones.
Los átomos de litio existen como dos isótopos estables: el litio-7 representa el 92.5 por ciento del elemento en la naturaleza y el resto es litio-6. El isótopo más raro reacciona de manera mucho más eficiente con los neutrones para producir tritio en una reacción de fusión.
Sin embargo, los dos isótopos de litio son extremadamente difíciles de separar. Hasta ahora, esto solo se ha logrado a gran escala utilizando un proceso altamente tóxico que depende del mercurio. Debido al impacto ambiental, este proceso no se ha empleado en los países occidentales desde la década de 1960 y los investigadores se ven obligados a confiar en la disminución de las reservas de litio 6 producidas antes de la prohibición.
Sarbajit banerjee En ETH Zurich, en Suiza y sus colegas, ahora han descubierto un método alternativo casual, mientras buscaban formas de limpiar el agua contaminada por la perforación de petróleo.
Los investigadores notaron que las membranas de cemento que empleaban, que contenían un compuesto de laboratorio llamado óxido de zeta vanadio, recolectaron grandes cantidades de litio y parecían aislar desproporcionadamente el litio 6.
El óxido de zeta vanadio contiene túneles rodeados de átomos de oxígeno, dice Banerjee. “Los iones de litio se mueven a través de estos túneles, que resulta ser el tamaño correcto [to bind lithium-6]”, Dice.” Encontramos que los iones de litio-6 están unidos más fuertemente y se conservan dentro de los túneles “.
Los investigadores no entienden completamente por qué el litio-6 se conserva preferentemente, pero según las simulaciones, creen que tiene que ver con las interacciones entre los iones y los átomos en los bordes de los túneles, dice Banerjee.
Él dice que solo han aislado menos de un gramo de litio-6 hasta ahora, pero esperan ampliar el proceso para que pueda producir decenas de kilogramos del isótopo. Se espera que un reactor de fusión comercial necesite toneladas del elemento todos los días.
“Sin embargo, estos desafíos palidecen en comparación con los mayores desafíos con los reactores de plasma y la ignición del láser para la fusión”, dice Banerjee.
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