Fusión en burbujas
From Wikipedia, the free encyclopedia
La fusión en burbujas, también conocida como "sonofusión", es el nombre no técnico para una reacción de fusión nuclear que algunos investigadores creen que ocurre durante una versión de alta presión de la sonoluminiscencia, una forma extrema de la cavitación acústica. En el ámbito técnico, esta eventual reacción se denomina "fusión acústica de confinamiento inercial", ya que la inercia de la pared de la burbuja serviría para confinar la energía, causando un aumento extremo de temperatura. Las altas temperaturas que la sonoluminiscencia puede producir son la razón de que se considere la posibilidad de que podría ser un medio para lograr la fusión termonuclear.[1]
La patente de Estados Unidos 4,333,796, presentada por Hugh Flynn en 1978, parece ser la primera referencia documentada a una reacción de sonofusión.
El 8 de marzo de 2002, mediante un artículo publicado en la revista científica Science, Rusi P. Taleyarkhan y sus colegas en el Oak Ridge National Laboratory (ORNL) informaron que los experimentos de cavitación acústica realizados con acetona deuterada, mostraban que las mediciones de tritio y neutrón eran consistentes con la ocurrencia de fusión. También se indicó que la emisión de neutrones era coincidente con el pulso de sonoluminiscencia, un indicador clave que su fuente era la fusión provocada por la sonoluminiscencia.
Las simulaciones por ondas de choque parecían indicar que la temperatura en el interior de las burbujas colapsantes pudieran alcanzar 10 megakelvins, es decir, tan caliente como el centro del Sol. Un estudio realizado en el año 2008 ha aportado datos demostrando que la temperatura de las burbujas se encuentra por encima de los 100,000 K y una dependencia de presión que indicaba temperaturas por encima de un millón de K que se podía esperar en condiciones de sonofusión.[2] Aunque el aparato funciona en una habitación con temperatura ambiente, este fenómeno no es lo que se denomina fusión fría (como comúnmente se denomina en la prensa popular), porque las reacciones nucleares ocurrirían a temperaturas muy altas en el núcleo de implosión de las burbujas.
Los investigadores usaron un pulso de neutrones con el fin de nuclear ("semillas") las burbujas diminutas, mientras que la mayoría de los experimentos comenzaron con burbujas pequeñas de aire ya existente en el líquido. Usando este nuevo método, el equipo de investigadores fue capaz de producir burbujas estables que se podían expandir cerca de un milímetro de radio antes de colapsar. De esta manera, los investigadores aseguraron que eran capaces de crear las condiciones necesarias para producir presiones y temperaturas muy altas. La sensibilidad de la tasa de fusión a la temperatura, que es una función de cuan pequeñas las burbujas pueden hacerse cuando se colapsan, en combinación con la posible sensibilidad de este último en encontrar detalles experimentales, puede explicar el hecho de que algunos investigadores han reportado ver un efecto, mientras que otros no.
Taleyarkhan y sus colaboradores prepararon experimentos idénticos en acetona no deuterada (normal) y no observaron las emisiones de neutrones o la producción de tritio. Taleyarkhan afirma que su interés por la fusión en burbujas comenzó a raíz de una charla en sobremesa con un amigo, el Dr. Mark Embrechts, en 1995.
Falla en reproducir los experimentos en Oak Ridge
Los resultados fueron tan sorprendentes que el Oak Ridge National Laboratory pidió a dos investigadores independientes, D. Shapira y M. J. Saltmarsh, repetir el experimento usando equipos de detección de neutrones más sofisticados. Este estudio concluyó que la liberación de neutrones era compatible con una coincidencia al azar.[3][4] Una reproducción realizada por Taleyarkhan y los otros autores del reporte original detectó que el reporte de Shapira y Saltmarsh había fallado en tener en cuenta diferencias significativas en la configuración experimental, incluyendo más de una pulgada de blindaje entre el detector de neutrones y la acetona. De acuerdo con Taleyarkhan y sus colaboradores, cuando se tiene en cuenta correctamente estas diferencias, los resultados son consistentes con la fusión.
Además, Galonsky ha mostrado que por el propio detector de calibración de Taleyarkhan, los neutrones observados tenían una energía demasiado alta para ser producto de una reacción de fusión deuterio-deuterio (d-d). En un comentario de réplica, Taleyarkhan dijo que la energía es "razonablemente cercana" de lo que se espera.[5]
En febrero de 2005, el documental de BBC, Horizon, le encargó a dos investigadores principales de la sonoluminiscencia, Seth Putterman y Ken Suslick, que intentaran reproducir el trabajo de Taleyarkhan. Utilizando parámetros acústicos similares, acetona deuterada, una nucleación de burbujas similares, y un dispositivo de detección de neutrones más sofisticado, los investigadores no pudieron encontrar evidencia de una reacción de fusión. Este trabajo fue revisado por un equipo de cuatro científicos, incluyendo un experto en sonoluminiscencia y un experto en la detección de neutrones, quien también concluyó que ninguna evidencia de fusión podía ser observada.[6][7] Suslick había trabajado previamente en el problema con Yuri Didenko, y habían concluido que la compresión sonora causaba reacciones químicas endotérmicas dentro de las burbujas, haciendo muy difícil que la burbuja pudiera alcanzar la temperatura de fusión.
