Un equip de científics del Laboratori Nacional Lawrence Livermore (LLNL) als Estats Units ha descobert un nou fenomen anomenat "saturació per contraflux", i algú es pot preguntar, què significa això? Doncs és un procés que afecta significativament el flux d'electrons en el plasma de l'energia nuclear. El que podria transformar el disseny i la durabilitat de múltiples tecnologies basades en aquest estat de la matèria.

L'energia nuclear és ben coneguda per moltes potències, no obstant això, aquesta encara allotja secrets per als científics. En notícies recents s'ha pogut comprovar quan d'acord amb un nou estudi s'ha sabut que el denominat "flux d'electrons" en dispositius que utilitzen plasma estava limitat per un efecte "de càrrega espacial" que fa que els electrons, components bàsics d'aquest tipus d'energia, es rebutgin.

Energia nuclear més neta i duradora gràcies a un nou estudi realitzat pels científics

El nou estudi del LLNL ha demostrat que la saturació per contraflux podria ser un factor encara més limitant del que es pensava anteriorment. Aquest fenomen es produeix quan els electrons prèviament emesos cap al plasma inverteixen la seva direcció i tornen. Aquest comportament no només redueix el flux net d'electrons, sinó que també altera l'estat del plasma i la seva interacció amb els elèctrodes. En què es tradueix aquests fenòmens físics? En la quantitat d'energia que poden produir les plantes nuclears. El que no és cosa menor, sobretot tenint en compte que són molts els països que aposten per ella.

D'acord amb l'estudi, el fet de poder realitzar que a les parets del càtode (elèctrode negatiu) tinguin menys fricció quan s'està realitzant el procés de creació d'energia és major. Ja que es podria minimitzar el desgast del material per polvorització, el que prolongaria la vida útil d'aquests sistemes i augmentaria la seva eficiència.

Aquest avenç és particularment crucial per a tecnologies com els reactors Tokamak, que busquen generar energia neta mitjançant la fusió nuclear. Aquests dispositius requereixen un control extremadament precís del plasma, per la qual cosa comprendre millor els mecanismes del flux d'electrons pot ser essencial per millorar el seu funcionament.

Per assolir aquests resultats, l'equip va desenvolupar un codi de simulació avançat, capaç de modelar amb gran detall tot el sistema de díode de plasma, incloent-hi les capes properes al càtode i l'ànode, així com el plasma intern. Aquestes simulacions van permetre estudiar paràmetres clau com la densitat mitjana i les trajectòries de col·lisió ajudant a conèixer quanta vida útil i fricció es produïen.

Malgrat els avenços, els científics subratllen la necessitat de dur a terme experiments bàsics addicionals per confirmar i distingir completament aquest efecte. En conclusió, aquest descobriment té un gran potencial per millorar tecnologies de propulsió espacial, reactors de fusió i processos industrials, ja que el control del flux d'electrons en plasma és un problema fonamental tant en la física bàsica com en l'aplicada.