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Investigadores avanzan hacia materiales resistentes para reactores de fusión nuclear

Madrid, Europa Press
14/nov/17 11:07 AM
eldia.es

Un nueva forma de fabricación puede resolver la fatiga que sufren los materiales precisos para la construcción de un reactor de fusión nuclear, uno de los mayores hándicaps para esta energía ilimitada.

El sol produce energía fusionando átomos de hidrógeno, cada uno con un protón, en átomos de helio, que contienen dos protones. El helio es el subproducto de esta reacción. Aunque no amenaza el medio ambiente, causa estragos en los materiales necesarios para hacer un reactor de fusión.

"El helio es un elemento que normalmente no consideramos dañino", asegura el doctor Michael Demkowicz, profesor asociado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de texas A&M, autor de la investigación. "No es tóxico y no es un gas de efecto invernadero, que es una de las razones por las que el poder de fusión es tan atractivo", afirma.

Sin embargo, si se fuerza el helio dentro de un material sólido, se desprende, al igual que las burbujas de dióxido de carbono en el agua carbonatada.

"Literalmente, se obtienen estas burbujas de helio dentro del metal que permanecen allí para siempre porque el metal es sólido --explica Demkowicz--. A medida que acumulas más y más helio, las burbujas comienzan a unirse y destruyen todo el material".

Trabajando con un equipo de investigadores en el Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México, Demkowicz investigó cómo se comporta el helio en sólidos nanocompuestos, materiales hechos de montones de gruesas capas de metal. Sus hallazgos, publicados recientemente en 'Science Advances', fueron una sorpresa. En lugar de hacer burbujas, el helio en estos materiales formaba canales largos, parecidos a las venas de los tejidos vivos.

"Nos quedamos impresionados por lo que vimos", apunta Demkowicz, que indica que, a medida que se coloca más y más helio dentro de estos nanocompuestos, en lugar de destruir el material, "las venas, en realidad, comienzan a interconectarse, dando como resultado un tipo de sistema vascular".

Este descubrimiento allana el camino a los materiales resistentes al helio necesarios para hacer realidad la energía de fusión. Demkowicz y sus colaboradores creen que el helio puede moverse a través de las redes de vetas que se forman en sus nanocompuestos, eventualmente saliendo del material sin causar ningún daño adicional.

"Las aplicaciones a los reactores de fusión son sólo la punta del iceberg --señala Demkowicz--. Creo que la imagen más grande aquí es en sólidos vascularizados, que son como tejidos con redes vasculares.

"¿Qué otra cosa podría transportarse a través de esas redes?", se pregunta el científico, que subraya que la respuesta se encuentra en, "quizás, calor o electricidad o incluso sustancias químicas que podrían ayudar a que el material se autocurara".