El científico detrás de las «patentes de ovnis» de la Marina ahora ha presentado una para un reactor de fusión compacto
Lo último de una serie de patentes extrañas de la Marina no es solo para un reactor revolucionario que podría impulsar ciudades, sino también potencialmente una nave.
Por Brett Tingley y Tyler Rogoway
9 de octubre de 2019
The War Zone
USPTO
The War Zone ha estado informando sobre un conjunto de patentes extrañas asignadas a la Marina de los EE. UU. que describen nuevas tecnologías radicales que podrían revolucionar absolutamente el campo aeroespacial y, francamente, la forma en que vivimos nuestras vidas. Estas incluyen campos electromagnéticos de alta energía utilizados para crear campos de fuerza y nuevos métodos extravagantes de propulsión aeroespacial y diseño de vehículos que básicamente se leen como tecnología tipo ovni. Puede aprender todo sobre estas patentes, su viabilidad y los problemas que las rodean en estos artículos exclusivos nuestros. Ahora, el mismo misterioso ingeniero de la División de Aeronaves del Centro de Guerra Aérea Naval detrás de esas patentes ha producido otra patente, una para un reactor de fusión compacto que podría bombear cantidades absolutamente increíbles de energía en un espacio pequeño, tal vez incluso en una nave.
El dominio de la energía se ha convertido en una piedra angular de la política militar estadounidense a medida que los laboratorios buscan desarrollar el «Santo Grial» de la generación de energía: la fusión nuclear. Estos intentos de desarrollar reactores de fusión estables utilizan campos magnéticos increíblemente potentes para contener las reacciones nucleares que ocurren en el interior. Crear una reacción de fusión estable es bastante difícil, pero algunos laboratorios van más allá al intentar crear reactores compactos lo suficientemente pequeños como para caber dentro de contenedores de envío o incluso posiblemente en vehículos.
La forma de generación de energía nuclear empleada hoy en los reactores nucleares es la fisión, en la que los isótopos inestables de uranio y otros materiales radiactivos son bombardeados con partículas, separándolos y liberando energía. La fusión, por otro lado, implica unir átomos de isótopos de hidrógeno como el tritio y el deuterio bajo presión y temperatura extremas para producir isótopos y neutrones de helio, un proceso que libera grandes cantidades de energía.
Si se puede lograr, la fusión nuclear sería una mejora masiva sobre la fisión, ya que produce niveles mucho más bajos de desechos radiactivos y gases de efecto invernadero, no requiere material nuclear enriquecido que pueda usarse para producir armas, tiene un riesgo mucho menor de fusión, y puede ser alimentado por fuentes de combustible más sostenibles. La fusión ha sido aclamada durante mucho tiempo como una solución a largo plazo para las necesidades energéticas de la humanidad.
Si bien los físicos e ingenieros nucleares han estado realizando experimentos con diseños de reactores de fusión durante décadas, sigue siendo un desafío, por decir lo menos, diseñar sistemas que puedan contener temperaturas de cientos de millones de grados Fahrenheit y presiones extremadamente altas. La mayoría de los reactores de fusión «exitosos» del mundo actualmente solo pueden mantener descargas de plasma por períodos de tiempo medidos en minutos o incluso segundos.
Aún más desafiante es diseñar reactores de fusión nuclear que sean móviles, como los que podrían caber dentro de un contenedor de envío o un barco. Actualmente, la mayoría de los reactores de fusión experimentales del mundo son del tamaño de grandes edificios y el objetivo final de gran parte de la investigación actual es desarrollar sistemas de reactores de fusión compactos, o CFR, lo suficientemente pequeños como para trabajar en un barco o incluso en un avión.
A pesar de estos obstáculos, los think tanks, como el American Security Project, creen que los reactores de fusión en el siglo XXI proporcionarán energía de bajo costo y libre de carbono al mundo, y predicen que Estados Unidos puede liderar al mundo para finalmente darse cuenta reactores de fusión nuclear seguros y estables.
War Zone ha estado informando sobre el trabajo de Lockheed Martin en Skunk Works para crear un reactor de fusión compacto que cambie el juego. La unidad de diseño aeroespacial de élite ha estado construyendo un nuevo reactor experimental más potente en julio de 2019.
Además de Lockheed Martin, varias empresas privadas han estado desarrollando sus propios reactores de fusión compactos en los últimos años, y la Academia de Ciencias de China, administrada por el gobierno, ha afirmado haber hecho un progreso significativo en el desarrollo de reactores de fusión que algún día podrían ser capaces de producir niveles de energía revolucionarios.
LOCKHEED MARTIN Miembros del equipo de Skunk Works trabajando en su reactor de fusión compacto experimental.
Si bien los diseños de CFR de Lockheed Martin han atraído bastante atención de los medios y el zumbido de Internet en los últimos años, parece que uno de los principales clientes de Skunk Works también está trabajando duro en este campo. La Marina de los EE. UU. ha presentado una solicitud de patente potencialmente revolucionaria para un nuevo reactor de fusión compacto radical que afirma mejorar las deficiencias del Skunk Works CFR y, a juzgar por la identidad del inventor del reactor, seguramente sorprenderá a la comunidad científica.
Este último diseño es una creación del esquivo Salvatore Cezar Pais, el inventor de los extraños y controvertidos superconductores de temperatura ambiente de la Marina, géneros de campos electromagnéticos de alta energía, y tecnologías de propulsión con sonido de ciencia ficción sobre las cuales The War Zone ha informado anteriormente. La patente para el «Dispositivo de fusión por compresión de plasma» de Pais se solicitó el 22 de marzo de 2018 y se acaba de publicar el 26 de septiembre de 2019. El reclamo establece, en parte:
«En la actualidad, hay pocos reactores/dispositivos de fusión previstos que vienen en un paquete pequeño y compacto (de 0.3 a 2 metros de diámetro) y típicamente usan diferentes versiones de confinamiento magnético de plasma. Tres de estos dispositivos son Lockheed Martin (LM) Skunk Works Compact Fusion Reactor (LM-CFR), el concepto de fusión EMC2 Polywell y la máquina de configuración invertida de campo de Princeton (PFRC). […] Estos dispositivos presentan tiempos de confinamiento de plasma cortos, posibles inestabilidades de plasma con la escala de tamaño , y es cuestionable si tienen la capacidad de alcanzar la condición de fusión, incluso fusión, y mucho menos una quemadura de plasma autosostenible que conduce a la ignición».
Se afirma en la solicitud de patente que este dispositivo de fusión por compresión de plasma es capaz de producir energía en el rango de gigavatios (mil millones de vatios) a teravatios (1 billón de vatios) y superiores con potencia de entrada solo en kilovatios (1,000 vatios) a megavatios (1,000,000 de vatios). En comparación, la central nuclear más grande de Estados Unidos, la central nuclear de Palo Verde en Arizona, genera alrededor de 4,000 megavatios (4 gigavatios), y los reactores nucleares A1B diseñados para los portaaviones de la clase Gerald R. Ford de la Marina generan alrededor de 700 megavatios. La patente incluso afirma que el dispositivo puede «posiblemente provocar una combustión de plasma por ignición, es decir, una combustión de plasma autosostenida sin necesidad de energía de entrada externa».
USPTO Documentación de patente que muestra los fusores giratorios, con carga eléctrica (200), que se afirma que pueden contener plasma nuclear (75) en un campo magnético de alta energía.
La mayoría de los diseños de reactores de fusión emplean confinamiento magnético para contener reacciones de fusión. Esto implica bobinas de superconductores en forma de toro para producir potentes campos magnéticos que confinan el núcleo de plasma de un reactor.
Sin embargo, el nuevo dispositivo de fusión por compresión de plasma de la Marina afirma que su característica principal es el mismo principio que en otros inventos de Salvatore Pais: el «movimiento controlado de materia cargada eléctricamente a través de vibración acelerada y/o giro acelerado sometido a transitorios de aceleración suaves pero rápidos, para generar campos electromagnéticos de energía/intensidad extremadamente alta». Pais cita algunas de sus publicaciones anteriores como evidencia de que este tipo de sistema electromagnético giratorio y vibratorio puede crear los campos magnéticos altos necesarios para contener una poderosa reacción de fusión en forma estable.
La patente describe cómo se generan esos campos magnéticos dentro de una cámara de plasma hueca que incluye uno o más pares opuestos de «fusores dinámicos de contrarrotación» cónicos o abovedados que presentan una superficie externa cargada eléctricamente que contiene conductos que inyectan gases combustibles, como Deuterio o Deuterio-Xenón, dentro de la cámara de plasma. A medida que estos fusores cargados eléctricamente giran, afirma Pais, «crean un flujo de energía magnética concentrada y radiación electromagnética dentro de la cámara de vacío», comprimiendo y calentando los gases dentro. Estos fusores vibran a una alta velocidad a medida que giran gracias a las películas piezoeléctricas como el titanato de circonato de plomo (PZT), el mismo metamaterial piezoeléctrico que Pais le permite a su patente de superconductor a temperatura ambiente.
USPTO Sección transversal de uno de los fusores cónicos. Se muestran los orificios (235) utilizados para inyectar combustible en el núcleo de plasma y las bobinas magnéticas toroidales (203) que generan campos magnéticos.
Al igual que las otras patentes extrañas de Salvatore Pais que hemos cubierto anteriormente, el grado en que esta patente representa una tecnología operable, funcional o incluso factible no está claro. Sin embargo, la Marina ha garantizado algunos de sus diseños en el pasado, llegando a afirmar que estos inventos realmente existen en una forma operable y que son necesarios para fines de seguridad nacional, especialmente para mantener el ritmo de adversarios como China. Pero a diferencia de algunas de las patentes de Pais, esta solicitud pasó por la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos sin rechazo y posterior apelación.
Curiosamente, la patente establece que «la invención se discutirá en un espacio, mar o ambiente terrestre», pero señala que «esta invención puede utilizarse para cualquier tipo de aplicación que requiera el uso de generación de energía». No está claro qué tipo de aplicación puede existir además del espacio, el mar o la tierra.
Salvatore Pais es claramente un hombre ocupado que encuentra aplicaciones novedosas para campos electromagnéticos de alta energía, y la Marina está patentando algunas tecnologías de próxima generación verdaderamente de ciencia ficción que, si se realizan, tienen el potencial de cambiar el curso del desarrollo tecnológico tal como lo conocemos. Sí, algunos probablemente se preguntarán si esta podría ser la fuente de energía que acompaña a sus otras «patentes de ovnis» recientes, el motor necesario para completar una especie de nave de otro mundo. La procesión de estas patentes y su posible relación entre sí es ciertamente intrigante, por decir lo menos.
Para ser sincero, nosotros en The War Zone no tenemos idea de lo que está pasando aquí. Hemos intentado que la Marina nos ofrezca una perspectiva sobre por qué se presentaron estas patentes, si se basan en tecnología legítima y por qué se hicieron públicas. La Marina sigue sin estar dispuesta a discutirlas. Al mismo tiempo, casi todos los físicos con los que hemos hablado piensan que todas estas patentes están más allá del ámbito de la física conocida y son casi ridículas en términos de viabilidad. Al mismo tiempo, todo esto ocurre mientras la Armada, y solo la Armada de todas las ramas del ejército de los Estados Unidos, continúa discutiendo el hecho de que sus pilotos se encuentran con fenómenos aéreos inexplicables a un ritmo alarmante.
Con todo esto en mente, ¿está la Marina construyendo algún tipo de nave increíble basada en la ciencia que sigue siendo ajena a la comunidad científica en general? ¿Ya lo hicieron hace años y ahora están levantando lentamente el velo? ¿Están tratando torpemente de emular lo que sus pilotos están viendo en el campo, pero aún no pueden explicarlo completamente? ¿Podrían estas patentes representar una mala gestión de los recursos en nombre de la Marina? ¿O es todo un juego de desinformación elaborado por la Marina, uno que parece haber surgido justo al paso del surgimiento de una importante competencia entre estados como Rusia y China, y la mayor expansión de programas avanzados de desarrollo aeroespacial en décadas? ?
En este momento no tenemos forma de darle una respuesta definitiva, pero continuaremos investigando con la esperanza de que algún día podamos hacerlo.
Nos hemos comunicado con los físicos para que comenten esta patente y actualizaremos esta historia una vez que recibamos sus opiniones.