¿Seguimos queriendo que Helium-3 de Luna genere energía de fusión en frío?

Answer 1

Supongo que el deuterio es el combustible que fusionamos primero.

El combustible no será crítico para la misión . Los combustibles no serán el mayor problema en una planta de energía de fusión. Por lo tanto, las empresas no perderán dinero aquí cuando otros problemas son más apremiantes. Pueden elegir entre varios combustibles.

A. Deuterio, tritio (la reacción más fácil, común en los laboratorios)
B. Deuterio, Deuterio (la segunda reacción más fácil, común en los laboratorios)
C. Deuterio, Helio-3
D. Boron-11, Protones (el santo grial)

La pequeña ganancia entre las reacciones de la A a la B se verá superada por otras consideraciones:

1. Tritium es una pesadilla de HSE . Donde trabajaba, un equipo de 15 a 25 profesionales, varios años, diseñó una estación de llenado y manejo de tritio. A un costo de varios millones de dólares. El tema es una pesadilla de salud, seguridad y medio ambiente.

2. El tritio es caro . El gas tiene una vida media de 12,3 años; relativamente corto para un elemento radiactivo. Esto hace que sea difícil de hacer, difícil de almacenar y costoso de comprar.

3. El deuterio es barato. El gas deuterio es relativamente barato. Puedes comprarlo por internet. Es tan barato, que es el combustible elegido por los aficionados a la fusión. Jamie Edwards usó deuterio para convertirse en la persona más joven en fusionar el átomo (a los 13 años).

4. El criador tal vez sea innecesario. Muchas ideas de fusión tienen el núcleo del reactor encerrado en una manta de litio líquido. Los neutrones provenientes del núcleo golpean la manta y crían tritio. Todavía no estamos seguros si necesitaremos esto. Si no lo usamos, entonces el deuterio se vuelve aún más probable.

5. El helio-3 es raro. A nuestro conocimiento actual, esto es raro en la tierra.

6. Sobre el boro, no sé . Es visto como el santo grial de la fusión, porque no produce neutrones. Eso en realidad no es totalmente cierto: las reacciones secundarias de P B-11 hacen que los neutrones (Es cierto, es un número pequeño). No puedo adivinar cómo vamos a manejar el boro.

Answer 2

Hay un poco de confusión en la pregunta.

Hay varias formas en las que actualmente podemos hacer la fusión (aunque hasta ahora ninguno de ellos tiene una salida de potencia neta positiva durante períodos de tiempo sostenidos): fusión de hidrógeno y fusión de helio.

Ambos tipos de fusión requieren un calor tremendo para ponerse en marcha. La fusión de helio requiere más calor que la fusión de hidrógeno, no menos. La ventaja es que la fusión de hidrógeno produce un intenso flujo de neutrones, lo que hace que el reactor sea radiactivo; La fusión de helio con helio 3 produce mucho menos flujo de neutrones.

La fusión fría no está relacionada con la fusión de hidrógeno o helio. El helio 3 también se usa en criogenia para producir temperaturas extremadamente frías, que pueden ser de donde proviene la confusión, pero esa es una aplicación totalmente separada de la fusión.

Answer 3

Realmente no sé cómo se confundieron los conceptos de “fusión fría” y “fusión de helio-3”.

La ventaja de usar helio-3 como combustible de fusión es que la reacción no produce neutrones. Esto eliminaría muchos problemas con el blindaje de radiación y la activación de neutrones de los materiales del reactor. Una reacción de fusión de helio-3 requeriría una temperatura enorme. (En algún lugar alrededor de 15 millones de Kelvins, si recuerdo bien).

El helio-3 es abundante en el viento solar. Eso llevó a la idea de que el regolito lunar debería haber acumulado una cantidad significativa de helio-3. Parece probable, pero no está garantizado. La extracción de cantidades significativas de helio-3 del regolito requeriría una operación de extracción y procesamiento muy grande. La infraestructura necesaria para eso no sería trivial.

En cualquier caso, todavía no hemos podido lograr reacciones de fusión de equilibrio que hayan durado lo suficiente como para hacer mucho bien. Todavía estamos muy lejos de un práctico reactor de fusión comercial. Hasta que hagamos algún progreso en eso, cualquier idea de extraer el helio-3 lunar seguirá siendo una especulación.

Answer 4

Ignorando la combinación de la pregunta de He-3 y la fusión fría, la extracción de He-3 de la Luna no va a suceder. La concentración está en las partes por billón, con un máximo o alrededor de 50ppb en la sombra permanente. Minería significaría procesar millones de toneladas de regolito por una tonelada de He-3, lo que sería tan intenso que probablemente sería más fácil filtrar el He-3 de la atmósfera de Saturno. Y ciertamente más fácil que ambos es fabricar lo que se encuentra aquí en la Tierra: es un producto de descomposición natural de Tritium, que se produce mediante la irradiación de litio con neutrones.

No es que sea tan útil para la fusión. Es aneutrónico, pero produce menos energía que mucho más fácil para encender las reacciones de fusión (neutrones a partir de los cuales se podría usar para producir más combustible (Tritium) mediante la transmutación de litio).

Answer 5

Mucho antes, cuando había artículos sobre cómo podrían resolverse nuestros problemas energéticos si pudiéramos perfeccionar el proceso de causar y controlar los reactores nucleares de fusión (en oposición a la fisión). El punto de fricción fue iniciar una reacción de fusión sin gastar primero la energía para calentar el combustible hasta intensidades solares (por lo tanto, fusión “fría”). IIRC, se creía que esto podría lograrse si utilizáramos una sustancia llamada helio-3 en el proceso , lo cual es raro en la Tierra pero abundante en el suelo lunar. Esto supuestamente iba a estimular futuros aterrizajes lunares. ¿Alguien sabe lo último sobre esto?

Answer 6

Suponemos que He-3 es relativamente abundante en los suelos lunares, ya que deberían capturarlo del viento solar. Si pudiera ser extraído de manera fácil y económica y enviado a la Tierra en grandes cantidades, sería el mejor de los posibles combustibles de fusión, y un físico de fusión que conozco una vez me dijo que podríamos haber controlado la fusión en 10 años si pudiéramos obtener esto. -3.

Hay dos reacciones de fusión en el trabajo con He-3, una con dos núcleos de He-3 y otra con un núcleo de He-3 y un deuterón: Helio-3.

Realmente deberíamos haber seguido yendo a la luna. Algunos dicen que China planea ir a la luna para explotar el He-3, pero no creo que tengamos planes actuales para hacerlo.

Answer 7

Las reclamaciones controvertidas de una fusión fría funcional no implicaban el helio-3.

El helio-3 es solo una de las varias materias primas posibles para Hot Fusion, que aún no es útil para la generación de energía a pesar de décadas de investigación.

Hay suficiente Helio-3 en la Tierra si es necesario. Más barato que ir a buscarlo a la luna, incluso suponiendo que esté fácilmente disponible allí.

Answer 8

La fusión fría no será más fácil con el helio-3 de la Luna que con el deuterio de la Tierra. Es decir, no será posible.

La fusión en caliente con He-3 tendría la ventaja de que la mayor parte de la energía liberada en la fusión estará en forma de protones rápidos, que se cargan de modo que la energía se extraerá algo más fácilmente que la de la fusión D + T que es Sobre todo en forma de neutrones rápidos.

Sin embargo, la fusión con He-3 requerirá temperaturas mucho más altas para iniciarse, y obtener He-3 de la Luna será bastante difícil de lograr. Más difícil que obtener D y T aquí en la Tierra.

La fusión en caliente, incluso con D + T, que es la reacción de temperatura más baja que se produce, todavía no se ha hecho funcionar, no es un problema fácil de resolver.