Flashback: Plasma!

lunes, 3 de noviembre de 2008
En mi colegio secundario para la prueba de bachillerato (francés) con orientación científica existe lo que se conoce como TPE (Travaux Personnels Encadrés o Trabajos personales guiados) que es esencialmente un proyecto de investigación que debe desarrollarse en grupos de 2 o 3 personas sobre algún tema de interés.

En 2003 yo estaba muy entusiasmado con el fusor de Farnsworth-Hirsch. Había estado mirando páginas de Internet en varias tardes de ocio y me parecía super interesante. Fue entonces que vi en el TPE la oportunidad de profundizar un poco más.

¿Qué es el fusor de Farnsworth-Hirsch?

Esencialmente, se trata de un tipo de reactor de fusión nuclear. La fusión nuclear es la reacción nuclear opuesta a la que se utiliza en las plantas nucleares actuales (la fisión). En lugar de partir grandes átomos en otros más pequeños, se unen átomos pequeños para formar otros más grandes. Las reacciones de fusión son las que hacen que brille el sol y las demás estrellas, y tienen numerosas ventajas sobre las de fisión. En particular, el combustible para la fusión (así como los productos de la reacción) son comparativamente muy limpios. Lejos de ello están cosas como el uranio, el plutonio y otros elementos radioactivos de una planta nuclear convencional.

¡Qué bueno! Pero hay un problema: a los humanos no nos sale la fusión. Si bien la bomba de hidrógeno funciona gracias a la fusión, resulta difícil lograr una reacción en un entorno controlado que pueda ser usada para la generación de electricidad. Si bien puede lograrse fusión en un reactor, llegar a este punto insume más energía de la que el reactor genera.

El fusor es una variante de reactor de fusión que hoy por hoy se considera no viable: su diseño es inherentemente incapaz de producir una reacción de fusión autosostenida. Sin embargo, el fusor si puede hacer otras cosas, en particular:
  • Producir reacciones de fusión (no autosostenidas), y sobre todo
  • Ser construído por un adolescente!


El cacharro

Nuestro aparato constaba de 3 partes esenciales, de izquierda a derecha en la foto:
  • Una bomba de vacío
  • Una cámara de vacío con el "reactor" dentro
  • Un generador de alto voltaje (hasta 5000V)




Fue así como pusimos manos a la obra con nuestro modelo. Pronto fue aparente que dados los elementos que teníamos, lograr la fusión de átomos en nuestro aparato era imposible. Sin embargo, contábamos con lograr un muy fotogénico plasma (estado de gas luminoso que adquiere la materia de camino al punto de fusión).



Trabajamos bastante armando el dispositivo pero después de varias pruebas todo parecía derrumbarse: no se vislumbraba absolutamente nada adentro del reactor. Sabíamos que la bomba de vacío no tenía la potencia suficiente, y que el generador no producía la tensión suficiente para lograr fusión, pero contábamos con que apareciera el bendito plasma luminoso para consolarnos. Desgraciadamente no se veía absolutamente nada.

Un viernes las cosas cambiaron. Cito mi antiguo post:
Bombeamos entonces la cámara, como ya era costumbre, aunque sin esperanzas. La bomba de vacío, cuando está encendida, hace un ruido característico que disminuye y se apaga cuando se obtiene un cierto nivel de vacío. Pasado este nivel, comienza un nuevo ruido, no tan fuerte como el primero, y más metálico y liviano. Normalmente nos quedábamos en este punto. Hoy, tras bombear unos 5 minutos, la bomba nuevamente dejó de hacer ruido: fue entonces que pensé que tal vez ahora sí habíamos obtenido un vacío decente. Supongo que la grasa permitió un sellado perfecto de las juntas permitiéndonos alcanzar estos niveles. A todo esto, y durante la preparación, la profesora de física, que estaba evaluando los otros proyectos, nos advirtió que la llamáramos antes de encender nada, cosa que era un poco superflua dado que las últimas veces habíamos trabajado bastante sin supervisión, aunque también sin resultados. Cuando encendí la fuente y ví que aparecían las primeras chispas en el electrodo interno, supongo que entendí a Arquímedes cuando gritó ¡Eureka! :)




En el aula se suscitó una pequeña conmoción, con compañeros y otros profesores que vinieron a ver lo que ocurría. Si bien el logro científico era de bajo calibre, el impacto visual del plasma, sumado a la adrenalina (ya que lo único que sabíamos con certeza era que estábamos usando 5000V y vidrio presurizado, ambas cosas con amplia capacidad de matarnos en caso de una eventualidad) hizo que fuera un momento muy especial.

3 comentarios:

Julio Jaime dijo...

Espectacular. Tengo una anecdota de mi secundaria que no es tan cientifica pero tiene el condimento de tu post, el total desprecio por la propia seguridad :-).

En mi ciudad cuando terminabamos de cursar se hacia un evento ( realmente no se como llamarlo, nosotros le decimos "velada" ) que consistia en alquilar un cine/teatro y durante una semana hacer todas las noches representaciones ( sketchs, mimicas de tema de moda y cosas asi ).

El caso es que la parte mas esperada y en la que mas se trabajaba era en la presentacion.

Dado que habia competencia entre todas las escuelas ( comercial, nacional, normal y mi ENET )la presentacion era fundamental al momento de decir "hicimos la mejor velada".

A mis compañeros se le ocurrio hacer una presentacion en la cual, unas personas llegaban a una isla, y entre la vegetacion aparecia una mezcla de Tiranosaurio Rex con Dragon.( loco no ? ) que los atacaba y un helicoptero venia desde el ultimo piso del teatro, cruzando por sobre la gente y lo ametrallaba en el pecho formando la palabra "Velada Indu86" ante el panico de la gente que se encontraba a pocos metros debajo del helicoptero de utileria.

Ok, toda esta introduccion para decir lo siguiente, a uno de los chicos se le ocurrio ( la carrera era tecnico electricista ) hacer rayos !!! para darle mas realismo. Ahora para hacer algo que tenga una chispa de por lo menos 1mt necesitas mucho voltage. Entonces se les ocurrio, robarse los transformadores de los carteles de neon y hacer pruebas con eso. El tema es que cuando conectaban en serie ( no recuerdo bien, fue hace mucho ) los transformadores, 3 manzanas a la redonda dejaban de funcionar los televisores, radios y cualquier cosas electronica por la estatica que generaba "ESO" como lo llamabamos.

Por supuesto que los vecinos del taller donde armabamos las escenografias nos enviaron una carta documento y la policia. Al final por el peligro que representaba, se cambio ESO, por luces estroboscopicas.

ALgun dia voy a contar como hacian para que el Tiradragon lanzara vapor a presion por las fauces.

A.S.L.I.E.F. dijo...

Estoy intentando construir un fusor pero no quiero cometer errores y quiero saber bien como funciona cada pieza por ello estoy dando mucho el coñazo en los foros de fusores caseros.
Mi pregunta era ¿el motivo por el cual no hubo fusion fue porque la bomba de vacio no generó el suficiente vacio y no teniais suficiente voltaje?
o fue por mas motivos. esque no tengo mucho dinero y me he enterado de gente que construye partes del fusor con bujias de coche, ensaladeras, ollas a presion y partes de neveras. necesito saber como conseguir la fusion y si alguien me pudiese explicar o llevar a alguna pagina decente explicativa mejor.

gracias

GomoX dijo...

Hola,

No tuvimos fusión por varias razones. Tanto el vacío como la potencia de nuestro generador de voltaje probablemente no eran suficientes para producir un flujo de neutrones. Pero sobre todas las cosas, no tuvimos fusión porque no utilizamos materiales fisibles (lo único que hicimos fue una maqueta de un reactor real, donde se formó un plasma concentrado de nitrógeno). Hubieran hecho falta deuterio y tritio para empezar a hablar.

La fuente de información más poblada era en su momento fusor.org, pero está completamente en inglés.

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