• Confinará el plasma supercaliente del reactor de fusión ITER, que se construye en el sur de Francia para obtener la energía de las estrellas
  • Es tan potente que es capaz levantar un portaaviones 2 metros en el aire

Reactor de fusión estilo tokamak - Archivo

Desde hace tiempo, la humanidad intenta imitar la forma en la que las estrellas, incluido nuestro Sol, generan energía. La recompensa es jugosa: además de ser una fuente limpia de residuos, es casi inagotable (por ejemplo, con la batería de un móvil se podría abastecer el consumo eléctrico de un europeo durante 30 años). El problema es que el Sol cuenta con la ventaja de su enorme gravedad, lo que propicia la reacción de fusión, pero en la Tierra necesitamos imanes muy potentes para 'encapsularla'. Ahora, después de una década de diseño y fabricación, General Atomics ha creado el imán más poderoso del mundo, que servirá de contención y pieza clave del Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER por sus siglas en inglés), la demostración de que el hombre puede dominar la energía de las estrellas.

El ITER, que se construye en el sur de Francia, es un reactor con una cámara de vacío en forma de rosquilla, de una clase denominada tokamak. En su interior, se inyecta una pequeña cantidad de gas deuterio y tritio (hidrógeno), que se calienta a altas temperaturas y se convierte en un plasma ionizado, que parece una nube. Imanes superconductores gigantes –como los creados por General Atomics– confinan y dan forma al plasma, manteniéndolo alejado de las paredes metálicas. Cuando este material alcanza los 150 millones de grados Celsius –temperaturas diez veces más altas que las que se dan en el núcleo del Sol–, se produce la fusión.

«Completamente ensamblado, tendrá 18 metros de alto y 4,25 metros de ancho, y pesará 1.000 toneladas. Inducirá una poderosa corriente en el plasma, ayudando a dar forma y controlar la reacción de fusión durante pulsos largos», afirman en un comunicado desde General Atomics, que especifican que los componentes del superimán se enviarán en agosto. Es tan potente que es capaz levantar un portaaviones 2 metros en el aire. Su fuerza será 280.000 veces mayor que el campo magnético terrestre, y las estructuras de soporte para el imán central deberán soportar fuerzas iguales al doble del empuje del despegue de un transbordador espacial.

Todo para que una pequeña cantidad de masa se convierta en una gran cantidad de energía: los neutrones de energía ultra alta, producidos por fusión, escapan del campo magnético y golpean las paredes metálicas de la cámara del tokamak, transmitiendo su energía a las paredes en forma de calor. Algunos neutrones reaccionan con el litio en las paredes metálicas, creando más combustible de tritio para la fusión. El agua que circula por las paredes del tokamak recibe el calor y se convierte en vapor. En un reactor comercial, este vapor impulsará turbinas para producir electricidad e ITER, que está construido en un 75% y que comenzará sus pruebas en las instalaciones de Carandache (Francia) en la próxima mitad de este siglo, es el primer esfuerzo internacional que logrará demostrar que la tecnología es viable.

«El proyecto ITER es la colaboración científica más compleja de la historia», afirma Bernard Bigot, director general de la Organización ITER. «Compañías líderes como General Atomics están fabricando componentes de primera clase muy desafiantes en tres continentes durante un período de casi 10 años. Cada componente representa un equipo de ingeniería de primer nivel. Sin esta participación global, ITER no ha sido posible, pero como un esfuerzo combinado, cada equipo aprovecha su inversión con lo que aprende de los demás».

ITER es una colaboración de 35 países socios: la Unión Europea (más Reino Unido y Suiza, e incluida España), China, India, Japón, Corea, Rusia y Estados Unidos. La mayor parte de la financiación del ITER se realiza en forma de los componentes aportados.

Fuente: ABC Noticias

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El mesón ‘charm’ es un extraordinario tipo de bosón que puede oscilar entre partícula y antipartícula. Un artículo en pre-publicación ofrece datos experimentales que analizan este comportamiento.

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Un equipo de investigadores de la Universidad de Oxford acaba de anunciar los resultados de un experimento llevado a cabo en el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas, Suiza) en el que muestra la primera evidencia empírica de que una partícula subatómica puede oscilar entre la materia y la antimateria. La investigación, no obstante, acaba de ser enviada a la revista Physical Review Letters y está a la espera del proceso de revisión por pares, aunque se encuentra disponible como preprint en el repositorio arXiv.

Los mesones ‘charm’ son un tipo de bosón que contienen un quark y un antiquark, y desde hace tiempo se conocía su capacidad para viajar con una mezcla de sus estados de partícula-antipartícula. Sin embargo, estos nuevos resultados demuestran que estas partículas atómicas pueden oscilar de forma espontánea entre ambos estados. Esta nueva evidencia científica va a permitir a los científicos abordar algunas de las preguntas más importantes de la física sobre el comportamiento de las partículas que no se puede explicar por el modelo estándar, que es la hasta ahora teoría más robusta de la física.

Materia y antimateria

Como ya hemos comentado, los mesones charm pueden ser partícula y antipartícula a la vez, en un fenómeno conocido como superposición cuántica y que da como resultado dos partículas, pero cada una tiene su propia masa. La existencia de las dos versiones, pesada y ligera, permiten que el mesón oscile del estado da partícula al de antipartícula y viceversa.

Empleando los datos recopilados durante la segunda ejecución del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), los investigadores midieron una diferencia de masa entre las dos partículas de 0,00000000000000000000000000000000000001 gramos, o en notación científica 1x10-38 g.

No es la primera partícula descrita con este comportamiento

Según el modelo estándar, solo hay cuatro tipos de partículas que pueden convertirse en su antipartícula. Este fenómeno de mezcla se observó por primera vez en la década de los 60 en los llamados mesones ‘strange’ y, posteriormente, en 2006 también se demostró la oscilación de los mesones ‘strange-beauty’. “A diferencia de los mesons ‘beauty’, la oscilación de los mesones ‘charm’ es muy lenta y, por tanto, extraordinariamente difícil de medir”, explica Guy Wilkinson, uno de los autores del nuevo trabajo. “Las oscilaciones son tan lentas que la gran mayoría de las partículas se desintegra antes de tener la oportunidad de oscilar. Sin embargo, gracias a la capacidad del LHCb hemos recopilado datos suficientes como para demostrarlo”.

Según los autores, este descubrimiento de la oscilación del mesón charm abre una nueva y emocionante fase en la exploración física: el siguiente paso es comprender el proceso de oscilación en sí mismo, lo que supondría un gran paso para resolver el misterio de la asimetría materia- antimateria. "Pequeñas mediciones como esta pueden decirnos grandes cosas sobre el Universo que no esperábamos", indica Mark Williams de la Universidad de Edimburgo. El resultado, 1x10-38g, cruza el nivel de significación estadística de "cinco sigma" que se requiere para reclamar un descubrimiento en la física de partículas.

Fuente: Muyinteresante.com

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Este descomunal estallido cósmico desafía la teoría sobre los rayos gamma en el universo. Por su cercanía y por su colosal energía.

DESY SCIENCE COMMUNICATION LAB

Un equipo de científicos ha conseguido la mejor vista hasta ahora de las explosiones más brillantes del universo: los estallidos de rayos gamma (GRB), asociadas a explosiones extremadamente energéticas en galaxias distantes.

Ha sido un observatorio especializado en Namibia el que ha registrado la radiación más enérgica y el resplandor de rayos gamma más largo de un estallido de rayos gamma (GRB) hasta la fecha. Ha sido tan colosal la explosión cósmica que las observaciones con el Sistema Estereoscópico de Alta Energía (H.E.S.S.) desafían la idea establecida de cómo se producen los rayos gamma en estas colosales explosiones estelares.

Uno de los fenómenos más energéticos del universo

“Los estallidos de rayos gamma son rayos X brillantes y destellos de rayos gamma observados en el cielo, emitidos por fuentes extragalácticas distantes”, explica la científica de DESY Sylvia Zhu, coautora del trabajo. “Son las explosiones más grandes del universo y están asociadas con el colapso de una estrella masiva que gira rápidamente en un agujero negro. Una fracción de la energía gravitacional liberada alimenta la producción de una onda expansiva ultrarelativista. Su emisión se divide en dos fases distintas: una fase inicial caótica y rápida que dura decenas de segundos, seguida de una fase de resplandor de larga duración que se desvanece suavemente ".

El evento explosivo supuso la muerte de una estrella y el inicio de su transformación en un agujero negro, según expertos del Sincrotrón de Electrones Alemán en Hamburgo. Fue detectado por los telescopios espaciales Fermi y Swift, con el apoyo del telescopio del Sistema Estereoscópico de Alta Energía (H.E.S.S) en Namibia.

La explosión, denominada GRB 190829A, se detectó por primera vez el 29 de agosto de 2019. A pesar de que esta explosión se encuentra a unos 1.000 millones de años luz de distancia, se cree que está en nuestra región cósmica.

"La energía de los rayos gamma se detectó durante varios días", explican los expertos. Antes de esto, los estallidos de rayos gamma generalmente suelen ser detectados a unos 20.000 millones de años luz de distancia (esta vez a solo 1.000 millones de años luz) y su resplandor solo se pudo observar durante unas pocas horas cada una y con energías mucho más bajas.

"Estábamos realmente sentados en primera fila cuando se produjo esta explosión de rayos gamma", celebra el coautor Andrew Taylor, del DESY. El equipo captó el resplandor posterior a la explosión inmediatamente cuando se hizo visible para los telescopios HESS. "Pudimos observar el resplandor posterior durante varios días y a energías de rayos gamma sin precedentes", comenta Taylor.

Su distancia, relativamente corta, permitió realizar mediciones detalladas del espectro del resplandor, la distribución de 'colores' o energías de los fotones de la radiación, en el rango de energía muy alto.

"Podríamos determinar el espectro de GRB 190829A hasta una energía de 3,3 tera-electronvoltios, que es aproximadamente un billón de veces más energético que los fotones de la luz visible", explica Edna Ruiz-Velasco del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg.

Los resultados

"Nuestras observaciones revelaron similitudes curiosas entre los rayos X y la emisión de rayos gamma de muy alta energía del resplandor de la explosión", comentan los autores.

La teoría establece que los dos componentes de emisión deben ser producidos por mecanismos separados. Pero las observaciones del resplandor crepuscular de GRB 190829A muestran que ambos componentes, rayos X y rayos gamma, se desvanecieron en sincronía. Esto plantea un desafío para el origen del sincrotrón de la emisión de rayos gamma de muy alta energía.

Fuente: Muyinteresante.com

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El encendido del “Sol artificial” es un paso más para la creación de reactores de fusión

Sol artificial China (Chinese Embassy in US Twitter)

China ha logrado estar más cerca de lograr la fusión nuclear gracias al encendido de su Sol artificial”.

El reactor Tokamak de China ha alcanzado los 120 millones de grados centígrados por un tiempo de aproximadamente 101 segundos, estableciendo un nuevo récord.

Esto ha hecho que los científicos de la nación asiática presuman de haber logrado crear un “Sol artificial”.

El “Sol artificial” de China está 10 veces más caliente que el Sol natural

De acuerdo a las estimaciones de la agencia estatal de noticias Xinhua, el ”Sol artificial” de China, estaría 10 veces más caliente que la estrella en el universo.

Esto se demostró durante el experimento hecho en el Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), en la ciudad de Hefei.

Aquí se logró alcanzar la temperatura de 120 millones de grados centígrados por casi dos minutos y, por 20 segundos pudo alcanzar los 160 millones de grados.

Este encendido del “Sol artificial” en China ha dejado muy por detrás su anterior récord de 100 millones de grados por 20 segundos.

¿Por qué China creó un “Sol artificial”?

El “Sol artificial” de China es uno de los tantos proyectos del International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) que intenta crear reactores de fusión.

Esto para generar energía limpia e ilimitada, replicando las reacciones de fusión del Sol, el cual tiene una temperatura de 15 millones de grados centígrados.

Es por ello que se necesitan generar temperaturas extremas y mantenerlas por periodos de tiempo prolongados.

Sin embargo, el objetivo principal es estabilizar la energía producida por un plasma mas caliente que el Sol.

Es por esto que el logro del encendido de China de su “Sol artificial” por 101 segundos es un avance importante para la resolución de este problema.

Sin embargo, los expertos creen que para estabilizar tal cantidad de energía o poder comercializar este tipo de reactores de fusión, se logrará hasta el 2060.

Con información de Global Times y South China Morning Post.

Fuente: www.sdpnoticias.com

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La información que rodea a la energía nuclear continúa plagada de miedos y mitos. ¿Estás realmente informado? Compruébalo respondiendo a las preguntas que te proponemos en este test.

La energía nuclear es una forma de generación de energía alternativa a los tradicionales –y tan perjudiciales para la habitabilidad de planeta y la salud humana– combustibles fósiles (el carbón y el petróleo). Se basa en un proceso físico del interior de los átomos y de las partículas más pequeñas que los forman: los protones y los electrones. La gran ventaja de esta fuente energética es que produce grandes cantidades, estallidos enormes de energía que, controlada y dosificada, se ha utilizado como combustible desde mediados del siglo XX en muchos países del mundo. Su descubrimiento es relativamente reciente, de principios del siglo pasado, y algunos de los nombres más célebres de la ciencia contemporánea resuenan en la historia de esta fuente de energía (Marie Curie o Albert Einstein

La radiactividad puede provocar daño en nuestro ADN. La nuclear es un tipo de radiación ionizante, que puede arrancar un electrón de un átomo. Por eso, su poder es un arma de doble filo, como ya se experimentó en las primeras décadas del siglo XX. Por desgracia, el maravilloso potencial de la energía nuclear se utilizó con fines militares durante la Segunda Guerra Mundial, mediante el lanzamiento de bombas atómicas, el arma más destructiva que se conoce. 

Sin embargo, la tecnología empleada en las centrales nucleares poco o nada tiene que ver con la antigua tecnología militar nuclear. Es más, los procesos detrás de la obtención de energía nuclear han evolucionado mucho con el paso de las décadas. La seguridad de las centrales nucleares se ha perfeccionado; los métodos de obtención de combustibles nucleares se han perfeccionado; y los errores cometidos con el tratamiento de residuos –uno de los principales problemas y críticas a esta fuente de energía– se han ido mejorando. 

Buena parte de la comunidad científica deposita sus esperanzas en esta fuente de energía como apoyo para dejar atrás a los peligrosos combustibles fósiles, para abrir camino a una transición energética de la mano de las conocidas como energías renovables (eólica, solar...) No obstante, pese a su enorme potencial, posee muchos detractores. 

Debido a su mala fama heredada de los horrores de las armas nucleares, y de algunos accidentes de centrales nucleares primitivas (que poco tienen que ver con las actuales), la información que rodea a la energía nuclear continúa plagada de miedos y mitos. 

Por suerte, con ayuda de algunos expertos, hemos elaborado este test para comprobar cuánto sabes sobre energía nuclear. ¿Estás preparado para comprobarlo?

¡Comenzamos!

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