El combustible del futuro, Helio 3 está en la Luna

Por el 2 de octubre de 2003 | 12:00 am

La sociedad está haciendo esfuerzos por mantenerse al día en las demandas de energía, las cuales se espera que aumenten multiplicadas por ocho para el año 2050 cuando la población mundial alcance la cifra de 12 mil millones de habitantes. La respuesta puede ser la Luna.

“La energía de la fusión del Helio 3 puede ser la clave de la exploración espacial futura y de colonizaciones”, dijo Gerald Kulcinski, Director del Fusion Technology Institute (FTI) de la Universidad de Wisconsin en Madison.

Los científicos estiman que existen un millón de toneladas de helio 3 en la luna, energía suficiente para el mundo para miles de años. El equivalente de una carga simple del trasbordador espacial, que es de aproximadamente 25 toneladas, podría proveer toda la energía que los Estados Unidos requieren durante un año, según el astronauta de la Apolo 17 e investigador del FTI, Harrison Schmitt.

A cosechar dinero de la luna

Cuando el viento solar, ese rápido flujo de partículas cargadas emitido por el sol, llega a la Luna, el helio 3 se deposita en el suelo polvoriento. A través de miles de millones de años se ha ido acumulando. Los bombardeos de los meteoritos dispersan las partículas por encima de varios metros de la superficie lunar.

“El Helio 3 podría ser la cosecha de dinero de la luna”, dijo Kulcinski, un defensor y pionero en este campo, quien visualiza a la Luna convirtiéndose en “la tienda de la Bahia Hudson de la Tierra”. Hoy día el helio 3 podría tener un valor de $4 mil millones la tonelada en términos de su equivalente en energía comparado con el petróleo, según él lo estima. “Cuando la Luna se vuelva independiente, tendrá algo que comerciar”.
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La investigación sobre la fusión comenzó en 1951 en los Estados Unidos bajo los auspicios del ejército. Después de su desclasificación en 1957, los científicos comenzaron a buscar un candidato de fuente de energía que no produjese neutrones. Aunque Louie Alvarez y Robert Cornog descubrieron el helio 3 en 1939, sólo se sabía que existieran unos pocos cientos de kilos en la Tierra, la mayor parte como sub-producto de la producción de armamento nuclear.

Los astronautas del Apolo encontraron helio 3 en la luna en 1969, pero el enlace entre el isótopo y los recursos lunares no se realizó sino hasta 1986. “Les tomó 15 años a los geólogos lunares y a los pioneros de la fusión para toparse unos con otros”, dijo Schmitt, el último astronauta en dejar pisadas sobre la Luna.

Para resolver las necesidades de energía a largo plazo, los proponentes sostienen que el helio 3 es una mejor apuesta que los combustibles nucleares de primera generación como el deuterio y el tritio (isótopos del hidrógeno), que están siendo actualmente probados a gran escala en reactores termonucleares de cámaras circulares. Estos procesos que por lo general utilizan fuertes campos magnéticos para dominar el tremendo calor, el gas cargado eléctricamente o el plasma que ocurre durante la fusión, han tenido un costo de miles de millones y han dado muy bajos resultados. El Reactor Experimental Termonuclear Internacional o ITER por sus siglas en inglés (International Thermonuclear Experimental Reactor), por ejemplo, no ha producido ni un solo vatio de electricidad por varios años. Claro aún están en fase de construcción muy avanzada pero no se espera que esté listo antes del 2014 y ya se llevan gastados mas de 10 mil millones de dólares.

Aumenta los costos de producción y de seguridad.

“No tengo duda de que eventualmente funcione”, dijo Kulcinski. “Pero tengo serias dudas de si llegará a ser una fuente de energía económica ya sea en la Tierra o en el espacio”. Esto se debe a que los reactores que utilizan la fusión del deuterio y del tritio desprenden el 80 por ciento de su energía en la forma de neutrones radiactivos, que exponencialmente aumentan los costos de producción y de seguridad.

En contraste, la fusión del helio 3 produciría muy poca radioactividad residual. El helio 3, un isótopo del conocido helio utilizado para inflar globos y aeróstatos, tiene un núcleo con dos protones y un neutrón. Un reactor nuclear basado en la fusión del helio 3 y deuterio, que tiene un solo protón nuclear y un neutrón, produciría muy pocos neutrones – alrededor de un 1 por ciento del número de neutrones generados por la reacción del deuterio y tritio. “Podría construirse una planta de helio 3 con toda seguridad en medio de una gran ciudad”, dijo Kulcinski.

La fusión del Helio 3 es igualmente ideal para proveer la energía de las naves espaciales y para los viajes interestelares. A la vez que ofrece el más alto desempeño del poder de fusión – “un sistema de propulsión clásico de Buck Rogers” – los cohetes de helio 3 requerirían de un menor escudo de protección radioactiva, aligerando la carga, dijo Robert Frisbee, un ingeniero de propulsión avanzada del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena California.

Recientemente el equipo de Kulcinski ha reportado progresos para hacer posible la fusión del helio 3. Dentro de una cámara de laboratorio, los investigadores de Wisconsin han obtenido protones de un plasma de deuterio-helio 3 continuo a un nivel de 2.6 millones de reacciones por segundo. Eso es lo suficientemente rápido para producir energía de fusión pero no para generar electricidad. “Es una demostración del principio, pero dista mucho de producir electricidad o convertirlo en una fuente de energía”, dijo Kulcinski. El presentará los resultados en Amsterdam a mediados de Julio en la Cuarta Conferencia Internacional sobre la Exploración y Uso de la Luna. (Nota del traductor: no olvidar que esta noticia es del año 2000)

Del tamaño de una pelota de baloncesto

La cámara, cuyo tamaño es casi como el de un balón de baloncesto, cuenta con el enfoque electrostático de iones hacia un núcleo denso que utiliza una rejilla esférica, explicó el colega John Santarius, co-autor del estudio. Con algunos refinamientos, semejantes sistemas de fusión de Confinamiento Electrostático Inercial (IEC) podrían producir neutrones y protones de alta energía útiles en la industria y la medicina. Por ejemplo, la tecnología podría generar isótopos PET de vida corta (PET =positron emission tomography) en hospitales, permitiendo tomografías seguras del cerebro en jóvenes y aún en mujeres embarazadas. Los equipos portátiles de IEC podrían llenar el vacío entre las investigaciones de la ciencia actual y la meta final por generar electricidad, dijo Santarius.
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Este otoño, el equipo de la Universidad de Wisconsin espera demostrar una reacción de fusión de tercera generación entre el helio 3 y partículas de helio 3 en el laboratorio. La reacción estaría totalmente vacía de radiación.

“Aunque el helio 3 sería sumamente apasionante”, dice Bryan Palaszewski, líder de combustibles avanzados en el Glenn Research Center de Lewis Field de la NASA, “primero tenemos que regresar a la luna y ser capaces de realizar ahí operaciones de importancia”.

Imposible de llevarse a cabo económicamente.

Sin embargo por el momento, las cifras de extraer y transportar helio 3 de la luna son algo problemáticas. Aún si los científicos resolvieran la física de la fusión del helio 3, “sería económicamente inviable”, aseveró Jim Benson, presidente de SpaceDev en Poway, California, quienes luchan por ser una de las primeras empresas comerciales en la exploración del espacio. “A menos que esté equivocado, tendríamos que devastar grandes superficies en la Luna”.

Mientras que es cierto que para producir unas 70 toneladas de helio 3 necesitarían calentarse un millón de toneladas de suelo lunar a unos 800 grados Celsius para liberar el gas, los que presentan la propuesta dicen que la devastación de tiras de superficie de la luna, no es la meta. “Hay suficiente tan sólo en Mare Tranquilitatis para que dure por varios cientos de años”, dijo Schmitt. La luna estaría a tiro de piedra de otras fuentes ricas en helio 3, como las atmósferas de Saturno y Urano.

Benson estuvo de acuerdo que la meta es encontrar fuentes de combustible en el espacio. Pero para él, el agua y no el helio 3 es la fuente ideal de combustible. Su meta personal es crear gasolineras en el espacio mediante el minado de asteroides en busca de agua. El agua puede ser electrolizada en combustible de hidrógeno u oxígeno, o utilizada directamente como un propelente mediante super-calentamiento con rayos solares. “El agua es más práctica y confiable a corto plazo”, dijo.

Pero los de la propuesta sólo creen que el helio 3 puede pagarse por sí solo.

“El agua no es tan valiosa”, dijo Schmitt. Además del helio, un proceso de minería produciría agua y oxígeno como sub-productos.

Artículo de Space.com
De fecha 30 junio del 2000
Traducción de Liberto

Para:

http://www.space.com/scienceastronomy/helium3_000630.html

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