La tecnología de fusión nuclear puede lograr su gran avance en un lugar inesperado: la mayonesa.
En un nuevo estudio publicado en mayo en la revista Revisión físicaLos científicos pusieron la salsa cremosa en una máquina con un batidor y la giraron para ver qué condiciones la hacían fluir.
«Usamos mayonesa porque se comporta como un sólido, pero cuando se expone a un gradiente de presión, comienza a fluir», dijo el autor principal del estudio. Arindam BanerjeeUn ingeniero mecánico de la Universidad Lehigh en Pensilvania, dijo declaración.
Este proceso podría ayudar a explicar la física que ocurre a temperaturas y presiones extremadamente altas dentro de los reactores de fusión nuclear, sin tener que crear estas condiciones extremas.
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Fusión nuclear La energía nuclear produce helio a partir del hidrógeno en el núcleo de las estrellas. En teoría, el helio podría ser una fuente de energía limpia casi ilimitada en la Tierra, si la reacción es capaz de producir más energía de la necesaria.
Es una tarea difícil; La fusión estelar ocurre a 27 millones de grados Fahrenheit (15 millones de grados Celsius), Según la NASALa intensa gravedad de la estrella obliga a los átomos de hidrógeno a fusionarse, superando su repulsión natural. Pero en la Tierra no existen presiones tan abrumadoras, por lo que es necesario poner en funcionamiento reactores de fusión artificiales. Diez veces más caliente que el sol.
Para alcanzar estas increíbles temperaturas, los científicos utilizan múltiples métodos, incluido un método llamado confinamiento inercial.
En este proceso, los físicos congelan granos de gas del tamaño de un guisante (generalmente una mezcla de isótopos pesados o versiones de hidrógeno) en cápsulas metálicas. Luego disparan los gránulos con un láser, calentando el gas a 400 millones de F (222 millones de C) en un instante; idealmente, convirtiéndolo en un plasma donde pueda ocurrir la fusión, según el comunicado.
Desafortunadamente, el gas hidrógeno quiere expandirse, lo que provoca que el metal fundido explote. Antes de que el hidrógeno tenga tiempo de fusionarse.Esta explosión se produce cuando la cápsula metálica entra en una fase inestable y comienza a fluir.
El equipo de Banerjee se dio cuenta de que el metal fundido se comporta como mayonesa a bajas temperaturas: puede ser elástico, es decir, rebota cuando se presiona, o plástico, es decir, no rebota ni fluye.
“Si presionas la mayonesa, comienza a deformarse, pero si quitas la presión, vuelve a su forma original”, dijo. “Entonces, hay una fase elástica seguida de una fase plástica estable. La siguiente fase es cuando comienza a fluir, y aquí es donde comienza la inestabilidad”.
En el nuevo estudio, los investigadores colocaron mayonesa en una máquina que aceleraba una emulsión de huevos y aceite hasta que comenzaba a fluir. Luego describieron las condiciones bajo las cuales la salsa pasa de un estado plástico, elástico a inestable.
«Encontramos las condiciones bajo las cuales era posible una recuperación resiliente y cómo podría maximizarse para retrasar o suprimir por completo la inestabilidad», dijo Banerjee.
El estudio también encontró condiciones que permiten producir más energía.
Por supuesto, las cápsulas minerales calientes se diferencian de la mayonesa en muchos aspectos. Por lo tanto, queda por ver si los hallazgos del equipo pueden traducirse en granos de plasma varias veces más calientes que el Sol.
