martes, 15 de enero de 2013

La fusión recibe ayuda de la ciencia de colisiones

Un equipo internacional de físicos ha calculado la eficiencia de una reacción que implica a un electrón externo expulsando un electrón del metal berilio (Be) o sus moléculas compuestas de hidrógeno. La eficiencia, la cual depende parcialmente de la velocidad del electrón externo, es encapsulado en una cantidad denominada como secciones cruzadas de ionización de impacto de electrones (EICS). Las interacciones electrón-molécula son importantes ya que tienen lugar en una amplia gama de aplicaciones, desde simples lámparas fluorescentes hasta otras más complejas, como por ejemplo, materia ionizada que se encuentra en plasmas tales como las pantallas de última generación, en el espacio exterior o en los reactores de fusión.

En el futuro prototipo de reactor de fusion ITER, actualmente en desarrollo en el sur de Francia, el berilio va dentro del plasma, porque es uno de los materials constituyentes de los muros de la cámara de fusión. Los muros se erosionan al contacto con el plasma caliente de hidrógeno dando lugar a la formación de berilio en forma gaseosa e hidruros de berilio, BeH y BeH2, presentes en varias formas de carga eléctrica y estado.

Dada esta intrusión del berilio en el plasma de hidrógeno, la fusión requiere el conocimiento del EICS para predecir y simular sus operaciones. El problema es que el EICS es muy dificil de calcular de forma exacta. En lugar de eso, los investigadores se han basado en dos métodos denominados, Deutsch–Märk (DM) y Binary-Encounter-Bethe (BEB). Estos métodos, aunque no son nuevos, nunca habían sido aplicados al berilio y sus derivados.

Para usar estos modelos, los investigadores recolectaron primero los datos de entrada necesarios obtenidos de cálculos de química cuántica de características tales como energías orbitales, cinéticas y poblaciones orbitales. Para facilitar el uso de su EICS por el equipo del ITER, los investigadores convirtieron las secciones cruzadas numéricas en ecuaciones usadas en códigos de simulación.

Via Springer

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