Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en Estados Unidos ha descubierto un nuevo fenómeno llamado “saturación por contraflujo”, y alguien se puede preguntar, ¿qué significa esto? Pues es un proceso que afecta significativamente al flujo de electrones en el plasma de la energía nuclear. Lo que podría transformar el diseño y la durabilidad de múltiples tecnologías basadas en este estado de la materia.

La energía nuclear es bien conocida por muchas potencias, no obstante, esta todavía alberga secretos para los científicos. En noticias recientes se ha podido comprobar cuando de acuerdo con un nuevo estudio se ha sabido que el denominado “flujo de electrones” en dispositivos que utilizan plasma estaba limitado por un efecto “de carga espacial” que hace que los electrones, componentes básicos de este tipo de energía, se rechacen.

Energía nuclear más limpia y duradera gracias a un nuevo estudio realizado por los científicos

El nuevo estudio del LLNL ha demostrado que la saturación por contraflujo podría ser un factor aún más limitante de lo que se pensaba anteriormente. Este fenómeno ocurre cuando los electrones previamente emitidos hacia el plasma invierten su dirección y regresan. Este comportamiento no solo reduce el flujo neto de electrones, sino que también altera el estado del plasma y su interacción con los electrodos. ¿En qué se traduce estos fenómenos físicos? En la cantidad de energía que pueden producir las plantas nucleares. Lo que no es cosa menor, sobre todo teniendo en cuenta que son muchos los países que apuestan por ella.

De acuerdo con el estudio, el poder realizar que en las paredes del cátodo (electrodo negativo) tengan menos fricción cuando se está realizando el proceso de creación de energía es mayor. Puesto que se podría minimizar el desgaste del material por pulverización, lo que prolongaría la vida útil de estos sistemas y aumentaría su eficiencia.

Este avance es particularmente crucial para tecnologías como los reactores Tokamak, que buscan generar energía limpia mediante la fusión nuclear. Estos dispositivos requieren un control extremadamente preciso del plasma, por lo que comprender mejor los mecanismos del flujo de electrones puede ser esencial para mejorar su funcionamiento.

Para alcanzar estos resultados, el equipo desarrolló un código de simulación avanzado, capaz de modelar con gran detalle todo el sistema de diodo de plasma, incluyendo las capas cercanas al cátodo y el ánodo, así como el plasma interno. Estas simulaciones permitieron estudiar parámetros clave como la densidad media y las trayectorias de colisión ayudando a conocer cuánta vida útil y fricción se producían.

A pesar de los avances, los científicos subrayan la necesidad de realizar experimentos básicos adicionales para confirmar y distinguir completamente este efecto. En conclusión, este descubrimiento tiene un gran potencial para mejorar tecnologías de propulsión espacial, reactores de fusión y procesos industriales, ya que el control del flujo de electrones en plasma es un problema fundamental tanto en la física básica como en la aplicada.