Cómo los golpes de martillo sincronizados podrían generar la fusión nuclear
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0:01 - 0:03¡Guau! Esto es brillante.
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0:03 - 0:06Debe usar muchísima energía.
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0:06 - 0:08Bueno, traer a todos Uds. acá
debe haber costado -
0:08 - 0:10un poco de energía también.
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0:11 - 0:14Todo el planeta necesita mucha energía,
y hasta ahora hemos estado utilizando -
0:14 - 0:16combustibles fósiles fundamentalmente.
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0:16 - 0:18Hemos estado quemando gasolina.
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0:18 - 0:20Ha sido una buena carrera.
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0:20 - 0:22Nos trajo hasta aquí,
pero debemos detenernos. -
0:22 - 0:24No podemos seguir haciéndolo.
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0:24 - 0:27Por eso actualmente se están probando
diferentes tipos de energía, -
0:27 - 0:28energía alternativa.
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0:28 - 0:31Pero resultó ser bastante difícil
encontrar algo -
0:31 - 0:35tan conveniente y tan rentable
como el petróleo, el gas y el carbón. -
0:36 - 0:40Mi favorita es la energía nuclear.
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0:40 - 0:43Es una energía muy densa.
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0:43 - 0:47Produce una potencia sólida y confiable,
y no produce nada de CO2. -
0:47 - 0:54Sabemos de dos formas de producir
energía nuclear: la fisión y la fusión. -
0:54 - 0:58En la fisión, tomas un gran núcleo,
lo rompes en partes, en dos, -
0:58 - 1:01y esto produce cantidades de energía,
y así es cómo un reactor nuclear -
1:01 - 1:02de hoy en día funciona.
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1:02 - 1:03Funciona bastante bien.
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1:03 - 1:05Y luego está la fusión.
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1:05 - 1:08Me gusta la fusión.
La fusión es mucho mejor. -
1:08 - 1:12Tomas dos pequeños núcleos,
los juntas, y produces helio, -
1:12 - 1:13y eso es muy lindo.
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1:13 - 1:15Produce mucha energía.
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1:15 - 1:18Esta es la forma en la que
la naturaleza produce energía. -
1:18 - 1:22El Sol y todas las estrellas del universo
funcionan por fusión. -
1:22 - 1:26Una planta de fusión
sería en realidad muy rentable -
1:26 - 1:28y también sería bastante segura.
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1:29 - 1:34Solo produce residuos radiactivos
a corto plazo, y no puede fundirse. -
1:35 - 1:38Y el combustible de la fusión
viene del océano. -
1:38 - 1:41Puedes extraer el combustible del océano
a precio de una milésima parte de centavo -
1:41 - 1:43por kilovatio-hora, así que eso es
muy, muy barato. -
1:43 - 1:46Y si todo el planeta
funcionara por fusión, -
1:46 - 1:48podríamos extraer combustible del océano.
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1:48 - 1:52Duraría miles de millones
y miles de millones de años. -
1:52 - 1:55Ahora bien, si la fusión es tan grande,
¿por qué no la tenemos? -
1:55 - 1:57¿Dónde está?
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1:57 - 1:59Bueno, siempre hay un pero.
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1:59 - 2:02La fusión es muy, muy difícil de hacer.
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2:02 - 2:06El problema es que esos dos núcleos,
ambos tienen carga positiva, -
2:06 - 2:08y no quieren fusionarse.
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2:08 - 2:09Hacen esto. Echan para acá, para allá.
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2:09 - 2:12Para lograr fusionarlos, hay que lanzarlos
el uno hacia el otro a gran velocidad, -
2:13 - 2:15y si tienen suficiente velocidad,
van a ir en contra de la repulsión, -
2:15 - 2:18se van a tocar, y producirán energía.
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2:18 - 2:22Pero la velocidad de las partículas
es una medida de la temperatura. -
2:22 - 2:23Así que la temperatura requerida
para la fusión -
2:23 - 2:27es de 150 mil millones de grados C.
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2:27 - 2:30Es algo más bien caliente,
y es la razón por la cual la fusión -
2:30 - 2:32es tan difícil de hacer.
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2:32 - 2:35El bicho de la fusión me picó
cuando hice mi Doctorado aquí -
2:35 - 2:39en la Universidad de British Columbia,
pero luego conseguí un buen trabajo -
2:39 - 2:44en un lugar de impresión a láser
imprimiendo para la industria gráfica. -
2:44 - 2:47Trabajé allí durante 10 años,
y me aburrí un poco, -
2:47 - 2:50y entonces, a los 40, tuve mi crisis
de la edad adulta, -
2:50 - 2:54ya saben, lo de siempre:
¿Quién soy yo? ¿Qué debería hacer? -
2:54 - 2:57¿Qué debo hacer? ¿Qué puedo hacer?
-
2:57 - 3:00Y me puse a ver mi grandioso trabajo,
y lo que estaba haciendo -
3:00 - 3:02era que estaba talando
los bosques de aquí, de B.C. -
3:02 - 3:07y enterrándolos a Uds., a todos Uds.,
en millones de toneladas de correo basura. -
3:07 - 3:10Y eso no era muy satisfactorio.
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3:10 - 3:12Y en estos casos,
algunas personas compran un Porsche. -
3:12 - 3:14Otros se consiguen una amante.
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3:14 - 3:16Pero yo he decidido
poner mi granito de arena -
3:16 - 3:20para resolver el calentamiento global
y lograr que la fusión sea posible. -
3:20 - 3:24Entonces, la primera cosa que hice
fue buscar en la literatura y encontré, -
3:24 - 3:27cómo funciona la fusión.
-
3:27 - 3:30Los físicos han estado trabajando
en la fusión durante algún tiempo, -
3:30 - 3:34y una de las formas en que lo hacen
es con algo llamado tokamak. -
3:34 - 3:38Es un gran anillo de bobina magnética,
bobina superconductora, -
3:38 - 3:41que crea un campo magnético
en un anillo como éste, -
3:41 - 3:45y el gas caliente de en medio,
llamado plasma, es atrapado. -
3:45 - 3:48Las partículas dan vueltas y vueltas
alrededor del círculo en la pared. -
3:48 - 3:50Luego se lanza una enorme cantidad
de calor allí adentro -
3:50 - 3:52para tratar de cocinar eso
a la temperatura de fusión. -
3:52 - 3:54Este es el interior
de una de esas rosquillas, -
3:54 - 3:58y en el lado derecho se puede ver
el plasma de fusión allí. -
3:58 - 4:02Una segunda forma de hacerlo
es mediante el uso de la fusión por láser. -
4:02 - 4:05Ahora bien, en la fusión por láser,
tienes una pequeña bola de ping pong, -
4:05 - 4:07pones el combustible de la fusión
en el centro, -
4:07 - 4:09e irradias eso con muchos haces láser
a todo el alrededor. -
4:09 - 4:13Los láser son muy fuertes, y aplastan
la pelota de ping pong muy, muy rápido. -
4:13 - 4:16Y si aprietas algo bastante fuerte,
se pone más caliente, -
4:16 - 4:19y si esto pasa muy, muy rápido,
y si pasa en la milmillonésima -
4:19 - 4:21de segundo, se
genera suficiente energía -
4:21 - 4:23y suficiente calor para lograr la fusión.
-
4:23 - 4:25Este es el interior de una
máquina de este tipo. -
4:25 - 4:29Ven el rayo láser y el perdigón
en el centro. -
4:29 - 4:32Ahora bien, la mayoría de la gente piensa
que la fusión no va a ninguna parte. -
4:32 - 4:34Siempre piensan que los físicos
están en su laboratorio -
4:34 - 4:36y que están trabajando duro,
pero no pasa nada. -
4:36 - 4:38Eso, en realidad, no tiene nada de cierto.
-
4:38 - 4:42Esta es una curva de la ganancia en fusión
de algo así como los últimos 30 años, -
4:42 - 4:45y se puede ver que ahora estamos haciendo
aproximadamente 10 000 veces -
4:45 - 4:47más fusión de lo que hacíamos
cuando comenzamos. -
4:47 - 4:48Es una muy buena ganancia.
-
4:48 - 4:52De hecho, es tan rápida
como la legendaria Ley de Moore -
4:52 - 4:56que define la cantidad de transistores
que se pueden colocar en un chip. -
4:56 - 5:00Este punto aquí es llamado JET,
el Joint European Torus. -
5:00 - 5:06Es una gran rosquilla tokamak en Europa,
y esta máquina en 1997 -
5:06 - 5:11produjo 16 megavatios de energía de fusión
con 17 megavatios de calor. -
5:11 - 5:15Uds. dirán que eso no sirve para nada,
pero en realidad estamos bastante cerca, -
5:15 - 5:17y más si consideramos que podemos obtener
cerca de 10 000 veces más -
5:17 - 5:18que cuando comenzamos.
-
5:18 - 5:21El segundo punto aquí es el NIF.
-
5:21 - 5:23Es la Instalación Nacional de Ignición.
-
5:23 - 5:27Es una gran máquina láser en los EE. UU.,
y el mes pasado se anunció -
5:27 - 5:29con bastante ruido
-
5:29 - 5:32que habían logrado hacer
más energía de fusión, de la fusión, -
5:32 - 5:35que la energía que pusieron en el centro
de la pelota de ping pong. -
5:35 - 5:39No es un resultado suficientemente bueno
por aquello de que el láser usado -
5:39 - 5:42representó más energía que eso,
pero era bastante bueno. -
5:42 - 5:46Ahora bien, este es el ITER,
pronunciado en francés: 'i-terh'. -
5:46 - 5:49Es una colaboración grande
de distintos países -
5:49 - 5:51que están construyendo una
enorme rosquilla magnética -
5:51 - 5:55en el sur de Francia,
y esta máquina, cuando esté terminada, -
5:55 - 5:58producirá 500 megavatios
de energía de fusión -
5:58 - 6:00con solo 50 megavatios para hacerlo.
-
6:00 - 6:01Esta sí es la de verdad.
-
6:01 - 6:02Va a funcionar.
-
6:02 - 6:04Ese es el tipo de máquina
que produce energía. -
6:04 - 6:06Ahora bien, si nos fijamos en el gráfico,
se darán cuenta de -
6:06 - 6:09que esos dos puntos están un poco
a la derecha de la curva. -
6:09 - 6:11Es como si nos hubiéramos caído
de la línea del progreso. -
6:11 - 6:14La verdad es que la ciencia para
hacer esas máquinas sí estuvo a tiempo -
6:14 - 6:17para la producción de fusión
con esa curva. -
6:17 - 6:20Pero los políticos han metido las manos
y la voluntad para hacerlo -
6:20 - 6:23como que no ha estado allí,
y de ahí ese desvío a la derecha. -
6:23 - 6:27ITER, por ejemplo, pudo
haber sido construido en el 2000 o 2005, -
6:27 - 6:30pero por ser una colaboración
internacional grande, -
6:30 - 6:32la política entró en juego
y se retrasaron un poco. -
6:32 - 6:36Por ejemplo, les tomó unos tres años
decidir dónde colocarlo. -
6:36 - 6:38Ahora bien, la fusión
es a menudo criticada -
6:38 - 6:40por ser más bien cara.
-
6:40 - 6:43Sí, costó mil millones de dólares
o dos mil millones de dólares al año -
6:43 - 6:45lograr este progreso.
-
6:45 - 6:48Pero deben compararlo con el costo
de cumplir la Ley de Moore. -
6:48 - 6:49Aquello costó mucho más que esto.
-
6:49 - 6:53El resultado de la Ley de Moore
es este celular en mi bolsillo. -
6:53 - 6:55Este celular, y el internet detrás de él,
costaron aproximadamente -
6:55 - 7:01un billón de dólares, y todo para que yo
pueda tomarme una selfie -
7:01 - 7:04y subirla a Facebook.
-
7:04 - 7:08Y cuando mi padre vea eso,
estará muy orgulloso. -
7:08 - 7:12También gastamos unos
650 mil millones de dólares al año -
7:12 - 7:16en subsidios al petróleo y el gas
y las energías renovables. -
7:16 - 7:20Gastamos la mitad de una parte
de eso en la fusión. -
7:20 - 7:23Así que yo, personalmente, no creo
que sea demasiado caro. -
7:23 - 7:25En realidad, creo que ha sido un regalo,
considerando que puede resolver -
7:25 - 7:28todos nuestros problemas de energía
limpia para el próximo par de -
7:28 - 7:30miles de millones de años.
-
7:30 - 7:33Digo esto, aunque puedo estar
un poco parcializado, -
7:33 - 7:38ya que empecé una compañía de fusión,
y ni siquiera tengo cuenta en Facebook. -
7:38 - 7:43Cuando empecé esta empresa
de fusión en el 2002, -
7:43 - 7:45sabía que no podía luchar con
los grandes muchachos. -
7:45 - 7:47Ellos tenían muchos más recursos que yo.
-
7:47 - 7:49Así que decidí que iba a necesitar
encontrar una solución -
7:49 - 7:51más barata y más rápida.
-
7:51 - 7:54La fusión magnética y la láser
son máquinas bastante buenas. -
7:54 - 7:57Son piezas impresionantes de tecnología,
máquinas maravillosas, y han demostrado -
7:57 - 7:59que la fusión se puede hacer.
-
7:59 - 8:02Sin embargo, como plantas de energía,
no creo que sean muy buenas. -
8:02 - 8:04Son demasiado grandes,
demasiado complicadas, -
8:04 - 8:09demasiado caras, y no tratan mucho
con la energía de fusión tampoco. -
8:09 - 8:12Cuando haces la fusión, la energía sale
en forma de neutrones, neutrones rápidos -
8:12 - 8:14que salen del plasma.
-
8:14 - 8:16Esos neutrones chocan contra
la pared de la máquina. -
8:16 - 8:17La dañan.
-
8:17 - 8:19Y también, tienes que tomar
el calor de esos neutrones -
8:19 - 8:22y producir un poco de vapor para
girar una turbina en alguna parte, -
8:22 - 8:25y en esas máquinas, todo eso era
como una especie de añadidura. -
8:25 - 8:28Entonces pensé, que seguramente hay
una mejor manera de hacer eso. -
8:28 - 8:32Así que volví a la literatura,
y leí sobre la fusión en todo el mundo. -
8:32 - 8:34Una forma en particular
me llamó la atención, -
8:34 - 8:39y se llama fusión objetivo magnetizado,
o FTM, para abreviar. -
8:39 - 8:43En un FTM, lo que haces
es que tomas un gran tonel -
8:43 - 8:47y lo llenas con metal líquido,
y giras el metal líquido -
8:47 - 8:50para abrir un vórtice en el centro,
un poco como tu fregadero. -
8:50 - 8:52Al tirar del tapón en un fregadero,
tienes un vórtice. -
8:52 - 8:54Y luego están unos pistones
impulsados a presión -
8:54 - 8:58que van en el exterior,
y esto comprime el metal líquido -
8:58 - 9:01alrededor del plasma, y lo comprime,
se pone más caliente, como un láser, -
9:01 - 9:02y se logra la fusión.
-
9:02 - 9:04Así que es un poco una mezcla
entre la fusión magnética -
9:05 - 9:07y la fusión láser.
-
9:07 - 9:10Estos tienen un par
de ventajas muy buenas. -
9:10 - 9:12El metal líquido absorbe
todos los neutrones -
9:12 - 9:16y ningún neutrón choca contra la pared,
y por lo tanto no hay daños en la máquina. -
9:16 - 9:18El metal líquido se calienta,
de tal manera que puedes bombearlo -
9:18 - 9:21en un intercambiador de calor,
hacer un poco de vapor, girar una turbina. -
9:21 - 9:22Así que esa es una forma
muy conveniente de hacer -
9:22 - 9:24esta parte del proceso.
-
9:24 - 9:27Y, por último, toda la energía para
hacer que la fusión suceda -
9:27 - 9:31proviene de pistones a vapor,
que es mucho más barato que los láser -
9:31 - 9:33o las bobinas superconductoras.
-
9:33 - 9:37Todo esto estaba muy bien,
solo que no funcionó mucho. -
9:37 - 9:39(Risas)
-
9:39 - 9:40Siempre hay una trampa.
-
9:40 - 9:43Cuando lo comprimes, el plasma se enfría
más rápido de lo que se acelera -
9:43 - 9:45la compresión.
-
9:45 - 9:49Entonces, estás tratando de comprimirlo,
pero el plasma se enfría, y se enfría -
9:49 - 9:51y luego no hace absolutamente nada.
-
9:51 - 9:53Cuando vi eso, me dije,
bueno, esto es una lástima, -
9:53 - 9:55porque es una muy, muy buena idea.
-
9:55 - 9:57Así que espero poder mejorar en eso.
-
9:57 - 9:59Pensé en ello por un minuto,
y dije, está bien, ¿cómo podemos -
9:59 - 10:00hacer que funcione mejor?
-
10:00 - 10:02Y luego pensé en el impacto.
-
10:02 - 10:05¿Qué pasa si utilizamos un gran martillo
y lo hacemos oscilar, -
10:05 - 10:06como para golpear el clavo,
colocando el martillo en el clavo -
10:06 - 10:11y empujándolo tratando de clavarlo.
¡Eso no funcionará! -
10:11 - 10:14Entonces, la idea es usar el impacto.
-
10:14 - 10:17Aceleramos los pistones con vapor,
eso lleva un poco de tiempo, -
10:17 - 10:19pero luego, ¡bang! pulsas el pistón,
-
10:19 - 10:22y, ¡bingo!, toda la energía se genera
instantáneamente, -
10:22 - 10:25desciende al instante al líquido,
y comprime el plasma mucho más rápido. -
10:25 - 10:28Así que decidí, bueno, esto es bueno,
hagamos eso. -
10:28 - 10:32Así que hemos construido
esta máquina en este garaje. -
10:32 - 10:35Creamos una máquina pequeña
con la que nos arreglamos para exprimir -
10:35 - 10:39un poco de neutrones,
y esos son mis neutrones de marketing, -
10:39 - 10:42y con mis neutrones de marketing
conseguí cerca de 50 millones de dólares -
10:42 - 10:44y contraté 65 personas.
-
10:44 - 10:46Este es mi equipo.
-
10:46 - 10:47Y esto es lo que queremos construir.
-
10:47 - 10:50Así que va a ser una gran máquina,
cerca de tres metros de diámetro, -
10:50 - 10:54plomo líquido dando vueltas,
un gran vórtice en el centro, -
10:54 - 10:56poner el plasma en la parte superior
y en la parte inferior, -
10:56 - 10:59el pistón golpea en un lado,
¡bang!, lo comprime, -
10:59 - 11:02y hará un poco de energía,
el neutrón saldrá en el metal líquido, -
11:02 - 11:05irá a una máquina de vapor
que hará girar la turbina, -
11:05 - 11:08y que devolverá una parte del vapor
para disparar el pistón. -
11:08 - 11:10Vamos a ejecutarlo aproximadamente
una vez por segundo, -
11:10 - 11:15generando 100 megavatios de electricidad.
-
11:15 - 11:19También construimos este inyector,
Este inyector hace el plasma para empezar. -
11:19 - 11:25Genera el plasma a una temperatura tibia
de 3 millones de grados C. -
11:25 - 11:27Por desgracia, no se mantiene
el tiempo suficiente, -
11:27 - 11:30así que tenemos que extender
un poco la vida del plasma, -
11:30 - 11:32pero el mes pasado se puso mucho mejor,
así que creo que tenemos -
11:32 - 11:34la compresión del plasma ahora.
-
11:34 - 11:38Luego construimos una pequeña esfera,
así de grande, 14 pistones alrededor, -
11:38 - 11:40y esto comprimirá el líquido.
-
11:40 - 11:42De todas formas, el plasma
es difícil de comprimir. -
11:42 - 11:46Cuando lo comprimes,
tiende a torcerse un poco así, -
11:46 - 11:47por lo que necesita la
sincronización del pistón -
11:47 - 11:50para ser muy bueno,
y para ello utilizamos -
11:50 - 11:54varios sistemas de control,
lo cual no era posible en 1970, -
11:54 - 11:58pero ahora podemos hacer eso
con la linda, y nueva electrónica. -
11:58 - 12:01Para concluir, la mayoría de la gente
piensa que la fusión -
12:01 - 12:06está en el futuro y nunca sucederá,
pero de hecho, la fusión está muy cerca. -
12:06 - 12:07Estamos casi allí.
-
12:07 - 12:10Los grandes laboratorios han demostrado
que la fusión es factible, -
12:10 - 12:14y hay pequeñas empresas pensando en eso
y diciendo, no es que no se pueda hacer; -
12:14 - 12:16el asunto es cómo hacerlo
de manera rentable. -
12:16 - 12:19Fusión General es una de
esas pequeñas empresas, -
12:19 - 12:23y es de esperar que muy pronto,
alguien rompa esa nuez, -
12:23 - 12:25y tal vez sea Fusión General.
-
12:25 - 12:26Muchas gracias.
-
12:26 - 12:31(Aplausos)
- Title:
- Cómo los golpes de martillo sincronizados podrían generar la fusión nuclear
- Speaker:
- Michel Laberge
- Description:
-
Nuestro futuro depende de la energía de la fusión nuclear, dice Michel Laberge. El físico en plasma tiene una pequeña empresa con una gran idea para un nuevo tipo de reactor nuclear que podría producir energía limpia, y barata. ¿Su receta secreta? Las altas velocidades, temperaturas abrasadoras y la aplastante presión. En esta charla esperanzadora, explica cómo la fusión nuclear podría estar a la vuelta de la esquina.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 12:50
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