Un equipo de investigadores estudia la fuerza de las cápsulas que contienen combustible para reacciones de fusión, y en su búsqueda de un mejor material recurren a un aliado que sorprende: la mayonesa.
“Seguimos trabajando para resolver el mismo problema, que es la integridad estructural de las cápsulas de fusión que se usan en la fusión de confinamiento inercial, y la Mayonesa Real Hellmann’s sigue ayudándonos a encontrar soluciones”, afirmó Arindam Banerjee, ingeniero mecánico de la Universidad de Lehigh y coautor del trabajo, en un comunicado de la universidad. La investigación del equipo se publicó este año en Physical Review E.
Olvida la mayonesa por un segundo. ¿Qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear es la reacción que alimenta a las estrellas como nuestro sol. En resumen, ocurre cuando dos o más núcleos de luz se fusionan para producir un núcleo más pesado, y en ese proceso generan una enorme cantidad de energía. En la Tierra, si se logra utilizar esa energía tendríamos una alternativa confiable a las fuentes de energía basadas en el carbono, generando enormes cantidades de energía a partir de reacciones iniciales que requieren de una cantidad mucho menor; en escala eso significaría un futuro más limpio y verde para nuestro planeta.
En los laboratorios se hace la fusión nuclear de diferentes maneras. Una de ellas consiste en utilizar un dispositivo llamado tokamak, una cámara toroidal que utiliza campos magnéticos para controlar plasma interior e inducir reacciones de fusión. Otra forma consiste en hacer estallar un pequeño pellet de combustible con láseres, causando la fusión. Este último método es la forma en que los científicos del Laboratorio Nacional de Ignición del Departamento de Energía generaron una cantidad de energía que estableció un nuevo récord, a partir de su reacción en 2022. Pero eso no significa que no sean buenos los tokamaks; este año el tokamak JET del Reino Unido produjo más de 69 megajoules de energía, 20 veces más energía que la reacción del Laboratorio Nacional de Ignición.
“En esos extremos hablamos de millones de grados Kelvin y gigapascales de presión en el intento de simular las condiciones del sol”, aclara Banerjee. “Uno de los principales problemas de este proceso es que el estado de plasma forma estas inestabilidades hidrodinámicas que pueden reducir el rendimiento de energía”.
En la búsqueda de la fusión nuclear que produzca más energía de la que consume, ambos métodos de fusión serán útiles. Los diferentes métodos brindan múltiples datos sobre la practicidad y eficiencia de los diversos aspectos del proceso de fusión.
¿Y qué tiene que ver la mayonesa con esto?
La mayonesa es una emulsión de huevo, aceite, y un ácido como el vinagre. A algunas personas no les gusta. El condimento también es la clave del perfecto queso asado (si no te gusta, te pedimos disculpas). Pero en esta investigación de la fusión la mayonesa ayudó al equipo a testear una inestabilidad que ocurre entre materiales de diferentes densidades cuando los gradientes de densidad y presión se mueven en forma opuesta.
“Usamos mayonesa porque se comporta como un sólido pero se vuelve fluida si la sometes a un gradiente de presión”, dijo Banerjee.
“Tal como sucede con el metal fundido tradicional, si le pones presión a la mayonesa comenzará a deformarse, pero si eliminas la presión vuelve a su forma original”, añadió. “Así que hay una fase elástica, seguida de una fase plástica estable. La fase siguiente es cuando empieza a fluir, y allí es donde entra la inestabilidad”.
El entender precisamente cuándo ocurren las inestabilidades en la mayonesa puede ayudar a los científicos a controlar las condiciones que originalmente causan las inestabilidades- Al demorar o eliminar las inestabilidades los investigadores que trabajan en la fusión de confinamiento pueden mantener la reacción de la fusión durante un período más prolongado”.
El equipo de investigación ha tenido suerte de haber ido al mercado antes que yo. Porque si yo hubiera estado allí antes, esa mayonesa habría terminado untada en pan sobre una sartén caliente, en lugar de ayudar a los científicos a explorar la viabilidad de un futuro basado en la fusión nuclear.
