Los Sandia National Laboratories se crearon en 1949 para la investigación de las armas nucleares que fueron desarrolladas por el Proyecto Manhattan. Trabajaban en conjunto con Los Álamos y los Laboratorios Lawrence Livermore (alguna vez dirigidos por Edward Teller, padre de la bomba H). Ahora -post Guerra Fria- la aplicación civil estrella es la producción de energía por fusión nuclear.
La máquina Z es la estrella de los Laboratorios Sandia, pero hay gran número de otras instalaciones en el mundo que compiten por ser las primeras en demostrar la ignición nuclear. Este tipo de instalaciones tienen gran número de aplicaciones más allá de lograr la fusión, por ejemplo, la máquina Z estudia plasmas de alta densidad como los que hay en el interior de los planetas y las estrellas. Esta investigación fundamental es complementaria a su investigación aplicada.

La fusión por confinamiento inercial se ha convertido en una candidata firme para la producción comercial de energía. Pero la fusión nuclear tiene un gran inconveniente, nadie sabe si es viable. Nadie ha logrado mantener una reacción de fusión autosostenida por tiempo suficiente para garantizar su uso comercial como fuente de energía. Nadie sabe si algún día se logrará. Tras sesenta años de investigación, se espera que en los próximos años se logre la ignición de un reactor de fusión por confinamiento inercial en el NIF (National Ignition Facility) del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), una instalación láser montada entre 1997 y 2009 y que ha costado unos 3500 millones de dólares (muy barata comparada con el coste de ITER, el reactor de fusión por confinamiento magnético que se está construyendo en Cadarache, Francia). El objetivo principal del NIF no es la producción de energía, sino el estudio de armas nucleares, pero si se logra la ignición se espera un cambio radical en los objetivos de NIF. ¿Se logrará la ignición antes de que finalice la construcción de ITER? Los estadounidenses nunca pierden la esperanza. Steven Chu, Secretario de Energía de EE.UU. y premio Nobel de Física, sigue con atención los esfuerzos del NIF y ha visitado el LLNL en varias ocasiones.

El láser del NIF dispara los pulsos más energéticos del mundo, de 1,8 millones de julios (MJ), pero un reactor comercial tendrá que realizar entre 10 y 16 disparos por segundo (unos 1,4 millones de disparos al día). Por ahora estos números son utópicos, el láser del NIF no está diseñado para lograr una frecuencia de disparos tan alta. Por ello los investigadores del NIF han propuesto una ruta alternativa, más rápida y de menor riesgo hacia un reactor comercial, el proyecto piloto denominado LIFE (Laser Inertial Fusion Energy). Su propuesta es construir un reactor de fusión en 12 años (una vez se demuestre la ignición en NIF). Por supuesto, hay muchos escépticos que creen que estos números son demasiado optimistas. La idea de LIFE es utilizar 192 láseres pequeños, en lugar de uno solo, cada uno de ellos de solo 8 kilojulios (kJ), totalizando unos 1,5 MJ. El gran problema de NIF (y de LIFE) es la eficiencia de la conversión de energía inyectada en la cápsula de combustible en energía útil para la ignición. Se estima una eficiencia del 25%, luego los 1,8 MJ se reducen a solo 0,4 MJ.

Los investigadores de los Laboratorios Sandia confían en que podrán mejorar la eficiencia de la conversión de energía láser en energía para la ignición mediante un fenómeno llamado pinzamiento axial (o Z pinch). Una corriente eléctrica muy fuerte a través de un plasma conductor produce un campo magnético alrededor del plasma que produce una fuerza que comprime el plasma. Si la cápsula con el combustible tiene la forma de un cilindro con deuterio y tritio, el pinzamiento axial podría lograr una eficiencia de conversión de energía muy alta. En los laboratorios Sandia se ha desarrollado la máquina Z, que almacena una enorme cantidad de energía eléctrica y produce pulsos eléctricos muy cortos, unos 100 nanosegundos, pero muy intensos, de hasta 27 mega-amperios (MA). En la actualidad la máquina Z se utiliza para producir rayos X (y para ciertas aplicaciones militares). Una versión más energética de la máquina Z podría ser útil para producir la ignición de la fusión (las estimaciones teóricas actuales indican que se requiere un mínimo de 60 MA).

La máquina Z de los Laboratorios Nacionales Sandia

La fusión nuclear por pinzamiento axial (Z pinch) será la vencedora de la carrera hacia la financiación se estima. El grupo de Electromagnetismo de los Laboratorios Sandia está investigando la generación de rayos en tormentas pero utiliza otra instalación diferente, el Simulador de Rayos Sandia (Sandia Lightning Simulator), que puede producir rayos de hasta 200 kA (kiloamperios) y trenes de rayos de cientos de amperios separados por pocos milisegundos. Estos rayos son similares a los que se producen en las tormentas, por lo que su producción controlada en el laboratorio permite estudiar cómo afectan a los almacenes de cabezas nucleares, a los dipositivos electrónicos de control de misiles, aviones militares, aviones civiles, trenes, etc.

Lograr la ignición, de eso se trata, para dejar atrás la época de paleo-energía electronuclear que representa la fisión de uranio enriquecido U-236 y que terminantemente se le reprocha, vigila y controla al régimen persa iraní como coartada para arrastrar a todo el mundo árabe-israelí a ese punto de no retorno que como el año de gracia de 2012 está siendo cronometrado en una cuenta regresiva planificada por los más altos mandos en obediencia de lacayos al Council of Foreign Relations.
Ni electroquímica como el petróleo, ni electrostática como la fisión de uranio, ni electromagnética como los pulsos del ignitor, ni electrodébil (acoplamiento sin emisión neutrínica); solamente nuclear fuerte. Queda bien claro lo difícil que es lograr la fusión de hidrógeno en deuterio+tritio, no habiendo GUT a la vista y sabiendo que la fuerza electromagnética es la dominante en este UNIverso. Los americanos no lograrán la ignición sostenida por confinamiento inercial/magnético o pinzamiento axial (z pinch), mucho me temo. Ya teniendo el ignitor de neodimio a punto para implosión de las simétricas microcápsulas, solo es cuestión de que la barrera coulombiana finalmente ceda. Solo sucede que láseres de alta intensidad energética generan plasma (presión gravitatoria) que incide sobre la fuerza nuclear fuerte. Solo sucede que la fusión estelar gravita por masa condensada como no se puede reproducir con presión plasmática; sin campo gravitatorio intenso el confinamiento ignitorio no prospera.

Sin monopolo magnético de Dirac que obre de cuantizador y hasta que entendamos por álgebra de Lie o de alguna mejor manera ¿qué es y hace ahí la carga eléctrica? Sheldon Lee Glashow y quienes lo continúen nos lo explicarán algún día.

La mejor opción sería reorientar los disparos para disponer geométricamente las partículas elementales, para cuantizarlas, para producir las cargas eléctricas que definen antipartículas de antimateria. Entonces la modificación de los proyectos del NIF en los laboratorios Lawrence Livermore troca la fusión nuclear fuerte por la generación electromagnética de antimateria y su necesario posterior confinamiento en campos magnéticos aislantes.

        astrofísicos algebraicos                                       nucleosíntesis primordial

        geómetras trigonómetras                                     leptogénesis

        cosmólogos topólogos                                          bariogénesis

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↔↔↔↔Nuclear fuerte→→→

  ↔↔↔↔Gravitatoria↑                         TODO                         ↓Nuclear débil↔↔↔↔

←←←Electromagnética↔↔↔↔

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Les espera un arduo, descomunal aunque fabuloso trabajo; antes de que la civilización se vaya literalmente por la pendiente de una arcotangente.

Fuente: Sir Francis

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