Superconductores en la fusion nuclear: la energia de las estrellas

Résumé du document

Fusion Nuclear Deuterium - Tritium.

Esta reaccion cede 17,6 MeV (mega elettron volt) y es la que libera mas energia ,pero necesita de una temperatura de 40 million de kelvin para subir sobre la barrera de Coulumb de repulsion entre los dos nucleos y encender la reaccion. En estas condicciones de temperatura los atomos estan
completamente ionizados y forman el asi dicho plasma... El plasma es el cuarto estado de la materia y los electrones estan totalmente separados desde los nucleos; las partes positiva y las negativas forman dos fluidos separados. Las condicciones para que la reaccion se encenda y ceda la maxima energia son, ademas de la temperatura, el tiempo que esta permane, y la densidad de iones para mantener la probabilidad de reacciones...

Extraits

[...] Como se estrae la energia?? En la fusion entre tritium y deuterium se generan un atomo de hidrogen y un neutron esto ultimo no tenendo carga no es suscetible al campo magnetico y se mueve como hasta que llega a las mantas puestas alli para esta razon, donde reacciona con el litium generando helio y la cantidad de tritium necesaria para auto sostener el proceso. Los golpes de los neutrones sobre las mantas genera calor que es tomado para un intercambiador de calor donde evaporiza un liquido; este vapor se expande en una turbina donde la energia se convirte en mecanica y luego en energia elettrica en un alternator (Stator y rotor . [...]

[...] Despues se hace el aislamento por fibre de vidrio . Para formar el Nb₃Sn hace falta un tratamiento a temperaturas muy elevadas(650°c)que hace subir su coste de produccion DEVANADOS DEL CAMPO POLOIDAL : Estan hechos por NbTi por motivaciones de coste(no hace falta el tratamiento a temperaturas elevadas) .Por el hecho que los PF conducen currientes mucho mas pequeñas que los TF DEVANADOS DE CORRECCION (CSs) : Compuestos por Nb₃Sn DEVANADOS DE LA BOBINA CENTRAL : Nb₃Sn seis modulos indipendientes. [...]

[...] Requisitos del campo que se necesita B y asi se elige el complexo de los devanados 2)La densidad de corriente que puede dejar pasar el complexo de los devanados 3)Ahora se puede estimar el valor de B real con los devanados elegidos y si es bueno ok 4)Se verifican las condicciones de temperaturas(debajo de la critica?) 5)Se verifica si la estructura puede resistir a el esfuerzo dado del campo magnetico Los imanes superconductores pueden producir un campo magnetico mas perfecto casi como lo se quiera en una region llamada (taladro) que es encerrada en la estructura de los devanados y sus componentes 6)Superconductores Desde cuando la superconductividad ha sido descubierta muchos materiales con siempre mejores caracteristicas han sidos encontrados . La caracteristica mas importante de los superconductores es la temperatura critica (ϴc) en la cual estos materiales perden toda la resistencia al pasaje de la curriente electrica . Los primeros plomo (Pb),estaño(Sn)ecc . [...]

[...] Critical temperatures of some materials. Material θc(K) Material θc(K) Hg 4.15 Nb3Sn 18.05 Nb 9.5 NbTi 9.2 Sn 3.72 Nb3Ge 22.3 Ti 0.39 Nb3Al 18.8 Zn 0.88 La18Sr 0.2 CuO Al 1.14 Bi2CaSr2Cu2O8+X 90 6a)Propiedades de los superconductores Las propiedades fondamentales de los conductores son : 1)Resistividad cero Y 2)Diamagnetismo perfecto RESISTIVIDAD CERO : la resistividad es formada por dos terminos p = p1 + p2 p1 = es debida a la energia kinetica (vibraciones) de los electrones y va a cero por temperaturas cercanas a lo 0 K p2 = es debida a la imperfecciones en la estructura cristalina del material y tambien tende a cero por temperaturas cerca a lo cero absoluto. [...]

[...] PORQUE LA FUSION Porque hacer la fusion nuclear : 1)Se Puede Producir una grande cantidad de energia con pocos reagentes las escorias radioctivas no existen permanen solo polvos que en decinas de años( la vita de la central ) se cubren. Los reagentes son nucleos de tritio y deuterio que se encontran sencillamente (la produccion tambien es sencilla) siendo isotropos de hidrogen 4.a)Fusion Nuclear , el confinamiento magnetico En el lugar que no hay confinamientos materiales para estas temperaturas se eligen diferentes maneras de confinamientos : El mejor parece ser el confinamiento magnetico que consiste en contener el plasma por ayudo de campos magneticos de manera que esto no pueda tocar las paredes de la maquina. [...]