Caldera de fusión con plasma caliente exprés
Una trampa magnética con forma de rosquilla confina un plasma de boro e hidrógeno. En su interior, la temperatura supera los cien millones de grados, más que en el centro del Sol. Con ese calor, los núcleos chocan y se fusionan, liberando energía.
El plasma en el dispositivo gira como un carrusel: los iones pesados de boro se quedan atrás respecto a los protones ligeros. El campo magnético y las fuerzas eléctricas retienen a cada grupo de manera distinta. Gracias a esto, la zona caliente no se desmorona y la reacción se prolonga más tiempo.
Este esquema es adecuado para un reactor compacto de 1.4 metros de radio con una corriente de 13 millones de amperios. Si se logra materializar, la energía se obtendría sin radiación de neutrones, de manera más limpia y segura.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.04002
A spherical torus (ST) p B11 plasma model that satisfies multi-magnetofluid force balance is developed, which includes small fractions of suprathermal ions with temperatures around 0.5 MeV and suprathermal electrons in the MeV range. Alongside the primary thermal plasma with ion temperatures exceeding 100 keV and densities above 10E20 m-3, these components enhance fusion reaction rates by leveraging the p B11 double-peak fusion cross section. Suprathermal ions and strong toroidal rotation driven by neutral beam injection have been observed in devices such as START, MAST, NSTX, Globus-M2, and ST40. Central-solenoid-free plasma initiation, ramp-up, and sustainment were tested on EXL-50 and replicated on EXL-50U with partial central induction, demonstrating efficient current drive and consistent with the multi-magnetofluid equilibrium model. Motivated by ENN's aneutronic commercial fusion roadmap, this paper presents a rotating, thermally un-equilibrated ST p B11 plasma with unique properties: fluid components experience separate balance under centripetal, electrostatic, and Lorentz forces with common electric and magnetic fields, leading to large rotation speed differences between thermal boron ions and suprathermal protons; a large outboard region with magnetic well and omnigeneity is created, affecting neoclassical transport and gradient-driven turbulence; suprathermal charged particles can extend beyond the last closed flux surface and be limited by plasma-facing components, influencing recycling and pedestal conditions; and the superposition of these plasma components modifies sources and sinks of free energy, prompting renewed evaluation of stability, turbulence, transport, heating, current drive, and flux diffusion. Challenges and opportunities for sustained burn are discussed for a compact p B11 ST with 1.4-meter major radius, 13-MA current, and 3-T toroidal field.
En este plasma, los iones pesados de boro giran notablemente más lento que los protones ligeros, como patinadores en una pista: los compañeros más masivos se mantienen cerca del centro, mientras que los ligeros los adelantan por la pista exterior.
La idea de la fusión sin neutrones recuerda a los reactores de "Star Trek", donde el combustible es deuterio, pero aquí se usa boro con hidrógeno.