Ignición rápida de blancos de fusión por confinamiento inercial mediante iones monoenergéticos

Abstract

En el contexto mundial actual de demanda energética en constante aumento, combinada con la creciente escasez de combustibles fosiles y las cada vez mas estrictas regulaciones medioambientales, la búsqueda de fuentes de energía alternativas cobra mayor importancia que nunca.
De las distintas posibilidades, solo tres pueden considerarse inagotables por completo: la energía solar,
los reactores reproductores y la fusión nuclear. Si bien el viento se puede considerar también en esta categoría, su capacidad de producción es más limitada que las anteriores. Las energías solar y eólica están jugando un papel importante en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, sin embargo,es dudoso que por sí solas puedan satisfacer la futura demanda mundial. El desarrollo de los reactores reproductores está muy limitado debido a los riesgos de proliferación, puesto que podrán ser usados
con facilidad para producir plutonio de grado militar a partir de uranio natural, abundante y difícil de detectar. La posibilidad restante es el aprovechamiento controlado de la fusión nuclear. Desde que en la década de 1930 se descubrió que este proceso es el responsable de la generación de energía del sol, se ha intentado lograr el aprovechamiento en la Tierra de la llamada energía de las
estrellas. Su primer uso satisfactorio fue la detonación, en 1952, de la bomba de hidrógeno Ivy Mike, empleando el denominado proceso Ulam-Teller. De forma simultánea, se comenzó a investigar su uso civil como fuente de energía tanto en Estados Unidos como en la Unión Soviética y el Reino Unido. En todos los casos, este fenómeno se basa en la reacción de fusión termonuclear: a temperaturas
del orden de millones de grados Kelvin, los núcleos de átomos ligeros se pueden unir para dar lugar a
elementos más pesados, liberando grandes cantidades de energía en el proceso. Una de las reacciones cuyo uso se ha propuesto es la que se produce entre dos isótopos del hidrógeno: el deuterio y el tritio. El contenido energético de este y otros combustibles similares es tremendamente grande.Calentar una mezcla de deuterio y tritio hasta temperaturas tan altas que las velocidades de agitación
térmica de los núcleos sean suficientes para vencer la repulsión electrostática entre ellos y fusionarse
presenta no pocas dificultades. Por otra parte, incluso a temperaturas del orden de cien millones de grados, las reacciones de fusión son relativamente infrecuentes: es mucho más probable que los núcleos salgan dispersados sin haber llegado a entrar en contacto. Por ello, además de calentar el combustible, es preciso mantenerlo confinado en estas condiciones durante suficiente tiempo como para que se produzca un número apreciable de fusiones. En las bombas de hidrógeno se aprovecha la inercia del propio combustible, combinada con la explosión de una carga de fisión.