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Fusión en burbujas

La fusión en burbujas, también conocida como "sonofusión", es el nombre no técnico para una reacción de fusión nuclear que algunos investigadores creen que ocurre durante una versión de alta presión de la sonoluminiscencia, una forma extrema de la cavitación acústica. En el ámbito técnico, esta eventual reacción se denomina "fusión acústica de confinamiento inercial", ya que la inercia de la pared de la burbuja serviría para confinar la energía, causando un aumento extremo de temperatura. Las altas temperaturas que la sonoluminiscencia puede producir son la razón de que se considere la posibilidad de que podría ser un medio para lograr la fusión termonuclear.[1]

Experimentos

 
Esquema del fenómeno de sonoluminiscencia. De izquierda a derecha: aparición de una burbuja, expansión lenta, contracción rápida y emisión de luz.

La patente de Estados Unidos 4,333,796, presentada por Hugh Flynn en 1978, parece ser la primera referencia documentada a una reacción de sonofusión.

El 8 de marzo de 2002, mediante un artículo publicado en la revista científica Science, Rusi P. Taleyarkhan y sus colegas en el Oak Ridge National Laboratory (ORNL) informaron que los experimentos de cavitación acústica realizados con acetona deuterada, mostraban que las mediciones de tritio y neutrón eran consistentes con la ocurrencia de fusión. También se indicó que la emisión de neutrones era coincidente con el pulso de sonoluminiscencia, un indicador clave que su fuente era la fusión provocada por la sonoluminiscencia.

Las simulaciones por ondas de choque parecían indicar que la temperatura en el interior de las burbujas colapsantes pudieran alcanzar 10 megakelvins, es decir, tan caliente como el centro del Sol. Un estudio realizado en el año 2008 ha aportado datos demostrando que la temperatura de las burbujas se encuentra por encima de los 100,000 K y una dependencia de presión que indicaba temperaturas por encima de un millón de K que se podía esperar en condiciones de sonofusión.[2]​ Aunque el aparato funciona en una habitación con temperatura ambiente, este fenómeno no es lo que se denomina fusión fría (como comúnmente se denomina en la prensa popular), porque las reacciones nucleares ocurrirían a temperaturas muy altas en el núcleo de implosión de las burbujas.

Los investigadores usaron un pulso de neutrones con el fin de nuclear ("semillas") las burbujas diminutas, mientras que la mayoría de los experimentos comenzaron con burbujas pequeñas de aire ya existente en el líquido. Usando este nuevo método, el equipo de investigadores fue capaz de producir burbujas estables que se podían expandir cerca de un milímetro de radio antes de colapsar. De esta manera, los investigadores aseguraron que eran capaces de crear las condiciones necesarias para producir presiones y temperaturas muy altas. La sensibilidad de la tasa de fusión a la temperatura, que es una función de cuan pequeñas las burbujas pueden hacerse cuando se colapsan, en combinación con la posible sensibilidad de este último en encontrar detalles experimentales, puede explicar el hecho de que algunos investigadores han reportado ver un efecto, mientras que otros no.

Taleyarkhan y sus colaboradores prepararon experimentos idénticos en acetona no deuterada (normal) y no observaron las emisiones de neutrones o la producción de tritio. Taleyarkhan afirma que su interés por la fusión en burbujas comenzó a raíz de una charla en sobremesa con un amigo, el Dr. Mark Embrechts, en 1995.

Falla en reproducir los experimentos en Oak Ridge

Los resultados fueron tan sorprendentes que el Oak Ridge National Laboratory pidió a dos investigadores independientes, D. Shapira y M. J. Saltmarsh, repetir el experimento usando equipos de detección de neutrones más sofisticados. Este estudio concluyó que la liberación de neutrones era compatible con una coincidencia al azar.[3][4]​ Una reproducción realizada por Taleyarkhan y los otros autores del reporte original detectó que el reporte de Shapira y Saltmarsh había fallado en tener en cuenta diferencias significativas en la configuración experimental, incluyendo más de una pulgada de blindaje entre el detector de neutrones y la acetona. De acuerdo con Taleyarkhan y sus colaboradores, cuando se tiene en cuenta correctamente estas diferencias, los resultados son consistentes con la fusión.

Además, Galonsky ha mostrado que por el propio detector de calibración de Taleyarkhan, los neutrones observados tenían una energía demasiado alta para ser producto de una reacción de fusión deuterio-deuterio (d-d). En un comentario de réplica, Taleyarkhan dijo que la energía es "razonablemente cercana" de lo que se espera.[5]

En febrero de 2005, el documental de BBC, Horizon, le encargó a dos investigadores principales de la sonoluminiscencia, Seth Putterman y Ken Suslick, que intentaran reproducir el trabajo de Taleyarkhan. Utilizando parámetros acústicos similares, acetona deuterada, una nucleación de burbujas similares, y un dispositivo de detección de neutrones más sofisticado, los investigadores no pudieron encontrar evidencia de una reacción de fusión. Este trabajo fue revisado por un equipo de cuatro científicos, incluyendo un experto en sonoluminiscencia y un experto en la detección de neutrones, quien también concluyó que ninguna evidencia de fusión podía ser observada.[6][7]​ Suslick había trabajado previamente en el problema con Yuri Didenko, y habían concluido que la compresión sonora causaba reacciones químicas endotérmicas dentro de las burbujas, haciendo muy difícil que la burbuja pudiera alcanzar la temperatura de fusión.

Informes subsiguientes de la replicación

En el 2004, nuevos informe de fusión en burbujas fueron publicados por el grupo de Taleyarkhan, diciendo que los resultados de experimentos anteriores habían sido reproducidos bajo condiciones experimentales más estrictas.[8][9]​ Estos resultados difieren de los resultados originales en que la fusión se estaba produciendo en un marco de tiempo mucho más largo de lo que se informó anteriormente. El informe original solo mostraba la emisión de neutrones del colapso inicial de burbujas seguido de la nucleación de burbujas, mientras que este nuevo informe mostraba la emisión de neutrones con ciclos acústicos más tarde. Los datos, sin embargo, fueron menos estrictos ya que una ventana muy grande de medición se utilizó para determinar una coincidencia entre la emisión de neutrones y la emisión de luz sonoluminiscente. Por otra parte, la energía de los neutrones detectados no eran compatible con los neutrones producidos por una reacción de fusión.

En julio del 2005, dos estudiantes de Taleyarkhan en la Universidad Purdue publicaron pruebas confirmando los resultados anteriores. Usaron la misma cámara acústica, la misma acetona deuterada y una nucleación de burbujas similar. En este informe, no se intentó medir coincidencia de neutrones sonoluminiscentes. Una vez más, las energías de los neutrones medidos no fueron compatibles con los neutrones producidos por una reacción de fusión de d-d.[10][11]​ Se plantearon acusaciones de mala conducta, y la Universidad Purdue abrió una investigación. Se concluyó en el 2008 que el nombre de Taleyarkhan debería aparecer en la lista de autor debido a su implicación profunda en muchos pasos en la investigación, que él había agregado un autor que no había participado realmente en el informe solo para superar la crítica de un crítico, y que esto fue parte de "un intento de falsificar el registro científico por la afirmación de una confirmación independiente." La investigación no se refirió a la validez de los resultados experimentales.

En enero de 2006, un artículo publicado en la revista Physical Review Letters por investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer informaron evidencias estadísticas de la fusión:[12][13][14]​ El informe de prensa inicial, sin embargo, muestra que la reacción no trabaja siempre correctamente y no se conoce que parámetros cambian para causar la reacción para funcionar correctamente o para no funcionar para nada.

En noviembre de 2006, en medio de acusaciones formuladas a Taleyarkhan con relación a sus normas de investigación, el Dr. Edward R. Forringer y los estudiantes David Robbins y Jonathan Martin de la Universidad LeTourneau presentaron dos artículos en la Reunión Nuclear Americana que informaban su éxito en reproducir las emisiones de neutrones durante una visita al laboratorio de fluidos metaestable en la Universidad Purdue. Su montaje experimental fue similar a los experimentos anteriores en que se usó una acetona deuterada, benceno deuterado, tetracloroetileno y nitrato de uranilo. Cabe destacar, sin embargo, se operó sin una fuente externa de neutrones y se utilizaron dos tipos de detectores de neutrones. Se vio que un detector de centelleo líquido medía niveles de neutrones unas 8 desviaciones estándar por encima del nivel de fondo, mientras que los detectores de plástico midieron niveles 3.8 de desviaciones estándar por encima del fondo. Cuando el mismo experimento fue realizado sin líquido de control no deuterado, las medidas estaban dentro de una desviación estándar del fondo, indicando que la producción de neutrones había solo ocurrido durante la cavitación del líquido deuterado.[15][16][17]

En el 2005, tres científicos rusos, Smorodov E., Galiakhmetov R., Ilgamov M. llevaron a cabo experimentos en comprensiones de choque de burbujas de deuterio en glicerina. Los resultados fueron publicados en la monografía "La física y la química de la cavitación" (2008), dónde ellos demostraron la existencia de producción de neutrones, que indica el inicio de la reacción de fusión nuclear en el plasma de deuterio. Esto permite la creación de tipos fundamentalmente nuevos de reactores de fusión nuclear y la creación de nuevos tipos de fuentes de neutrones.

Dudas impulsan la investigación

Informes tan espectaculares como los anteriores despiertan muchas dudas. En marzo del 2006, Nature publicó un "informe especial" "silenciando la exageración" que pone en tela de juicio la validez de los resultados de los experimentos de Purdue.[18]​ El informe cita a Brian Naranjo de la Universidad de California, en el sentido que los espectros medidos en estos experimentos de sonofusión son coherentes con la desintegración radioactiva del equipo del laboratorio y por lo tanto no es fiable demostrar la presencia de reacciones nucleares.[19]

La respuesta de Taleyarkhan y sus colaboradores, publicada en Physical Review Letters, intenta refutar la hipótesis de Naranjo sobre la causa de los neutrones detectados.[20]

Había dudas en la Universidad Purdue en la facultad de Ingeniería en cuanto a sí los resultados positivos informados por experimentos de sonofusión conducidos allí habían sido veraz de la universidad para iniciar una crítica de la investigación, dirigida por el Vicepresidente de Investigación. El 9 de marzo de 2006, un artículo titulado "Evidencias de fusión en burbujas en tela de juicio", Nature entrevistó a varios colegas de Taleyarkhan que sospechaba que algo andaba mal.[21]

El 7 de febrero de 2007, la administración de la Universidad Purdue determinó que "la evidencia no respalda las alegaciones de investigación de mala conducta y que no se investigue más a fondo las denuncias que se justifican." Su informe también decía que "el debate vigoroso y abierto de los méritos de los científicos de esta nueva tecnología es el enfoque más apropiado en el futuro."[22][23]​ A fin de verificar que la investigación se llevaba a cabo correctamente, el representante de la Cámara Brad Miller solicitó las copias completas de sus documentos e informes el 30 de marzo de 2007.[24]

En junio de 2008, un equipo multi-institucional incluyendo a Taleyarkhan, publica un artículo en Ingeniería Nuclear y Diseño para "aclarar malentendidos generados por un post de la página de UCLA que sirvió de base para el artículo de Nature en marzo de 2006", de acuerdo a un comunicado de prensa.[25]

El 18 de julio de 2008, la Universidad Purdue anunció que un comité formado por miembros de cinco instituciones había investigado 12 denuncias de investigación de mala conducta contra Rusi Taleyarkhan. Se llegó a la conclusión de que dos denuncias fueron fundadas-que Taleyarkhan había reclamado una confirmación independiente de su trabajo cuando en realidad las confirmaciones aparentes fueron realizadas por los antiguos estudiantes de Taleyarkhan y no era "independiente" tal como Taleyarkhan había dado a entender en forma implícita, y que Taleyarkhan había incluido el nombre de un colega que no había estado involucrado en la investigación ("la única motivación aparante para la adición del Sr. Butt fue un deseo de superar la crítica de un crítico," concluyó el informe).[26][27]​ La Universidad Purdue había dicho previamente, en su comunicado de prensa en julio de 2005, que la replicación de Butt era independiente de Taleyarkhan.[28]

Taleyarkhan apeló las conclusiones en el informe, pero la apelación fue rechazada. Él dijo que las dos denuncias de mala conducta tenían que ver con asuntos administrativos triviales y no tenía nada que ver con el descubrimiento de la fusión nuclear en burbujas o de la ciencia subyacente, y que "todas las denuncias de fraude y fabricación han sido consideradas no válidas y sin méritos - lo que confirma la robustez de la ciencia subyacente y de los datos experimentales."[29]​ Un investigador interrogado por LA Times dijo que el informe no había aclarado sí la fusión en burbujas era real o no, pero que la baja calidad de los trabajos y las dudas emitidas por el informe le hizo perder la credibilidad que Taleyarkhan tenía en la comunidad científica."[30]

El 27 de agosto de 2008, Taleyarkan fue despojado de su cátedra llamada Arden Bement Jr., y se le prohibió ser un director de tesis para estudiantes de postgrados por lo menos durante los próximos tres años.[31]

El 5 de diciembre de 2007, Kimberley-Clark presentaron una solicitud de patente en una celda de fusión termonuclear y mediante el uso de un potencial eléctrico entre la trompeta y la pared celular. Alegaron que los isótopos de hidrógeno se fusionan en un líquido portador, llamado agua y resolvieron los problemas de reproducibilidad de Taleyarkhan en el preámbulo.[32][33]

Referencias

  1. Chang, Kenneth (27 de febrero de 2007). «Practical Fusion, or Just a Bubble?». New York Times. Consultado el 27 de febrero de 2007. «El método utilizado por el Dr. Putterman es utilizar ondas de sonido, en un proceso denominado sonofusión o fusión en burbujas, para expandir y hacer colapsar burbujas diminutas, produciendo en el proceso temperaturas extremadamente elevadas. A temperaturas suficientemente altas, los átomos pueden literalmente fusionarse y liberar una cantidad de energía mayor que si se dividieran en un proceso de fisión nuclear, como el que se utiliza en la actualidad en las centrales nucleoeléctricas. Además, la fusión no resultaría en la producción de residuos radioactivos con vidas prolongadas.» 
  2. http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PLEEE8000078000003035301000001&idtype=cvips&gifs=yes (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
  3. Shapira, D.; M. J. Saltmarsh (19 de agosto de 2002). «Nuclear Fusion in Collapsing Bubbles — Is it There? An Attempt to Repeat the Observation of Nuclear Emissions from Sonoluminescence». Physical Review Letters. v. 89 (letter 104302). ISSN 1079-7114 (online). Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  4. G. M. McCracken, Peter E. Stott (2005). «false trails». Fusion: the energy of the universe. Complementary science series (illustrated edición). Elsevier Academic Press. pp. 91-92. ISBN 9780124818514. 
  5. Galonsky, A. (6 de septiembre de 2002). «Tabletop Fusion Revisited». Science 297 (1645): 1645b. doi:10.1126/science.297.5587.1645b. ISSN 0036-8075. 
  6. «Nuclear fusion 'put to the test'». BBC News. 17 de febrero de 2005. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  7. «An Experiment to Save the World» (programme transcript). Horizon. BBC News. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  8. Bourgeois, Theresa (2 de marzo de 2004). «Researchers Report Bubble Fusion Results Replicated: Physical Review E publishes paper on fusion experiment conducted with upgraded measurement system». RPI News & Information. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  9. Taleyarkhan, R. P.; J. S. Cho, C. D. West, R. T. Lahey, R. I. Nigmatulin, and R. C. Block (22 de marzo de 2004). «Additional Evidence of Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation». Physical Review E 69 (letter 036109): 036109. doi:10.1103/PhysRevE.69.036109. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  10. Venere, Emil (12 de julio de 2005). «Purdue findings support earlier nuclear fusion experiments». Purdue News (Purdue University). Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  11. Xu, Y.; A. Butt (3 de mayo de 2005). «Confirmatory Experiments for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation». Nuclear Engineering and Design 235 (1317): pp.1317-1324. doi:10.1016/j.nucengdes.2005.02.021. ISSN 0167-899X. 
  12. Peplow, Mark (10 de enero de 2006). «Desktop fusion is back on the table». Nature.com. doi:10.1038/news060109-5. ISSN 1744-7933. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  13. Taleyarkhan, R. P.; C. D. West, R. T. Lahey, R. I. Nigmatulin, J. S. Cho, R. C. Block, and Y. Xu (enero de 2006). «Nuclear Emissions During Self-Nucleated Acoustic Cavitation». Physical Review Letters 96 (letter 034301): 034301. doi:10.1103/PhysRevLett.96.034301. Consultado el 13 de mayo de 2007.  "...Emisiones nucleares significativas desde un punto de vista estadístico fueron observadas en benceno deuterado y mezclas de acetona pero no en agua pesada. La energía de los neutrones medidos era <=2.45 MeV, que es un nivel indicativo de una reacción de fusión deuterio-deuterio (D-D). Las tasas de emisión de neutrones estaban en el rango ~5×10³ neutrones/s a ~104 neutrones/s y obedecían a la ley de dependencia inversa con la distancia..."
  14. «Using Sound Waves To Induce Nuclear Fusion With No External Neutron Source». Science Daily (Rensselaer Polytechnic Institute). 31 de enero de 2006. Consultado el 13 de mayo de 2007.  "...El experimento fue especialmente diseñado para responder a una pregunta fundamental, no para conctruir un dispositivo capaz de producir energía, expresó Block...Para verificar la presencia de fusión, los investigadores utilizaron tres detectores de neutrones independientes y un detector de rayos gamma. Los cuatro resultados arrojaron los mismos resultados: un aumento estadísticamente significativo en la cantidad de emisiones nucleares a causa de la sonofusión cuando se comparan las mediciones con los valores de fondo..."
  15. "Bubble Fusion Confirmed by LETU Research" LeTourneau University News (www.letu.edu/opencms/opencms/events/Bubble_Fusion_Confirmed_by_LETU_Research.html) link inactive as of 2008-05-10
  16. (PDF). ANS 2006 Winter Meeting & Nuclear Technology Expo Official Program. November 12–16, 2006. p. 24. Archivado desde el original el 21 de junio de 2007. Consultado el 6 de diciembre de 2006.  (confirmation of presentation)
  17. Forringer, Edward R.; David Robbins, Jonathan Martin (12 de noviembre de 2006). «Confirmation of Neutron Production During Self-Nucleated Acoustic Cavitation». Transactions of the American Nuclear Society. v.95: p.736. ISSN 0003-018X. 
  18. «Bubble fusion: silencing the hype». Nature.com. 8 de marzo de 2006. doi:10.1038/news060306-1. ISSN 1744-7933. Consultado el 28 de diciembre de 2010. 
  19. Naranjo, Brian (3 de octubre de 2006). «Comment on 'Nuclear Emissions During Self-Nucleated Acoustic Cavitation'». Physical Review Letters 97 (letter 149403): 149403. doi:10.1103/PhysRevLett.97.149403. 
  20. Taleyarkhan, R. P.; R. C. Block, R. T. Lahey, Jr., R. I. Nigmatulin, and Y. Xu (3 de octubre de 2006). «Taleyarkhan et al. Reply:». Physical Review Letters 97 (letter 149404): 149404. doi:10.1103/PhysRevLett.97.149404. 
  21. Samuel Reich, Eugenie (9 de marzo de 2006). «Evidence for bubble fusion called into question». Nature 440 (132): 132. PMID 16525429. doi:10.1038/440132b. 
  22. «Purdue integrity panel completes research inquiry». Purdue News (Purdue University). 7 de febrero de 2007. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  23. Chang, Kenneth (13 de febrero de 2007). «Researcher Cleared of Misconduct, but Case Is Still Murky». New York Times (Late Edition (Final) edición). p. F-4. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  24. . House Committee on Science and Technology. 22 de marzo de 2007. Archivado desde el original el 25 de mayo de 2007. Consultado el 13 de mayo de 2007. 
  25. Taleyarkhan, R.P.; Lapinskas, J; Xu, Y; Cho, J; Block, R; Laheyjr, R; Nigmatulin, R (junio de 2008). «Modeling, Analysis and Prediction of Neutron Emission Spectra From Acoustic Cavitation Bubble Fusion Experiments». Nuclear Engineering and Design 2008 (238): 2779-2791. doi:10.1016/j.nucengdes.2008.06.007. 
  26. «Report of the Investigation Committee In the Matter of Dr. Rusi P. Taleyarkhan» (PDF). Purdue University. 18 de abril de 2008. Consultado el 19 de julio de 2008. 
  27. «Purdue committee completes research misconduct investigation». Purdue University. 18 de julio de 2008. Consultado el 18 de julio de 2008. 
  28. «Purdue findings support earlier nuclear fusion experiments». Purdue University. 12 de julio de 2005. Consultado el 4 de septiembre de 2008. 
  29. Jayaraman, K. S. «Bubble fusion discoverer says his science is vindicated». Nature India. doi:10.1038/nindia.2008.271. Consultado el 1 de septiembre de 2008. 
  30. Purdue physicist found guilty of misconduct, Los Angeles Times, July 19, 2008, Thomas H. Maugh II
  31. Press, Associated (27 de agosto de 2008). «Purdue reprimands fusion scientist for misconduct». USA Today. Consultado el 28 de diciembre de 2010. 
  32. U.S. Pat. App. # US2009147905 (A1)
  33. ULTRASONIC TREATMENT CHAMBER FOR INITIATING THERMONUCLEAR FUSION

Noticias

  • , Richard T. Lahey Jr., Rusi P. Taleyarkhan & Robert I. Nigmatulin, IEEE Spectrum Magazine, May 2005 — Readable, quantitative, illustrated article
    • , IEEE Spectrum, May 2006, follow-up on May 2005 article
  • R. T. Lahey Jr, R. P. Taleyarkhan, and R. I. Nigmatulin, Sonofusion — Fact or Fiction? (PDF format)
  • Rensselaer Polytechnic Institute Press Release, March 5, 2002
  • "Fusion controversy rekindled" BBC News, March 5, 2002
    • "Fusion experiment disappoints" BBC News, July 2, 2002
  • "Evidence bubbles over to support tabletop nuclear Fusion device" March 2, 2004
  • "Sound waves size up sonoluminescence". PhysicsWeb. February 5, 2002
  • "Researchers Report Bubble Fusion Results Replicated" Rensselaer Polytechnic Institute Press Release, March 2, 2004
  • Harnessing bubbles to trigger nuclear fusion — 22 January 2005, Justin Mullins, New Scientist Magazine Issue 2483 (subscription required)
  • Purdue findings support earlier nuclear fusion experiments — New positive bubble/sonofusion findings were detailed in a peer-reviewed paper appearing in the May issue of the journal Nuclear Engineering and Design. (July 12, 2005)
  • Bubble fusion takes next hurdle — The potential for cavitation to induce nuclear fusion lets physicists think in new directions of energy production. (July 18, 2005)
  • Peplow, M.A.R.K. (10 de enero de 2006). «Desktop fusion is back on the table; Physicist claims to have definitive data, but can they be replicated?». News@nature.com. doi:10.1038/news060109-5. 
  • "Sonofusion Experiment Produces Results Without External Neutron Source" PhysOrg.com January 27, 2006
  • "Using Sound Waves To Induce Nuclear Fusion With No External Neutron Source" (sciencedaily.com, January 31, 2006)
  • "Bubble fusion: silencing the hype", Nature online, March 8, 2006 — Nature reveals serious doubts over reports of fusion in collapsing bubbles (subscription required)
  • "Bubble-fusion group suffer setback; Team admits a mix-up with one of their neutron detectors", May 10, 2006, news@nature.com (subscription required)
  • "Purdue Bubble Wraps Sonofusion Inquiry Results", June 21, 2006 Photonics.com
  • "Introduction to Sonofusion" Roger Stringham, October 2006
  • "Practical Fusion, or Just a Bubble?", Kenneth Chang, The New York Times, February 27, 2007
  •   Datos: Q2624879

fusión, burbujas, fusión, burbujas, también, conocida, como, sonofusión, nombre, técnico, para, reacción, fusión, nuclear, algunos, investigadores, creen, ocurre, durante, versión, alta, presión, sonoluminiscencia, forma, extrema, cavitación, acústica, ámbito,. La fusion en burbujas tambien conocida como sonofusion es el nombre no tecnico para una reaccion de fusion nuclear que algunos investigadores creen que ocurre durante una version de alta presion de la sonoluminiscencia una forma extrema de la cavitacion acustica En el ambito tecnico esta eventual reaccion se denomina fusion acustica de confinamiento inercial ya que la inercia de la pared de la burbuja serviria para confinar la energia causando un aumento extremo de temperatura Las altas temperaturas que la sonoluminiscencia puede producir son la razon de que se considere la posibilidad de que podria ser un medio para lograr la fusion termonuclear 1 Indice 1 Experimentos 2 Falla en reproducir los experimentos en Oak Ridge 3 Informes subsiguientes de la replicacion 4 Dudas impulsan la investigacion 5 Referencias 5 1 NoticiasExperimentos Editar Esquema del fenomeno de sonoluminiscencia De izquierda a derecha aparicion de una burbuja expansion lenta contraccion rapida y emision de luz La patente de Estados Unidos 4 333 796 presentada por Hugh Flynn en 1978 parece ser la primera referencia documentada a una reaccion de sonofusion El 8 de marzo de 2002 mediante un articulo publicado en la revista cientifica Science Rusi P Taleyarkhan y sus colegas en el Oak Ridge National Laboratory ORNL informaron que los experimentos de cavitacion acustica realizados con acetona deuterada mostraban que las mediciones de tritio y neutron eran consistentes con la ocurrencia de fusion Tambien se indico que la emision de neutrones era coincidente con el pulso de sonoluminiscencia un indicador clave que su fuente era la fusion provocada por la sonoluminiscencia Las simulaciones por ondas de choque parecian indicar que la temperatura en el interior de las burbujas colapsantes pudieran alcanzar 10 megakelvins es decir tan caliente como el centro del Sol Un estudio realizado en el ano 2008 ha aportado datos demostrando que la temperatura de las burbujas se encuentra por encima de los 100 000 K y una dependencia de presion que indicaba temperaturas por encima de un millon de K que se podia esperar en condiciones de sonofusion 2 Aunque el aparato funciona en una habitacion con temperatura ambiente este fenomeno no es lo que se denomina fusion fria como comunmente se denomina en la prensa popular porque las reacciones nucleares ocurririan a temperaturas muy altas en el nucleo de implosion de las burbujas Los investigadores usaron un pulso de neutrones con el fin de nuclear semillas las burbujas diminutas mientras que la mayoria de los experimentos comenzaron con burbujas pequenas de aire ya existente en el liquido Usando este nuevo metodo el equipo de investigadores fue capaz de producir burbujas estables que se podian expandir cerca de un milimetro de radio antes de colapsar De esta manera los investigadores aseguraron que eran capaces de crear las condiciones necesarias para producir presiones y temperaturas muy altas La sensibilidad de la tasa de fusion a la temperatura que es una funcion de cuan pequenas las burbujas pueden hacerse cuando se colapsan en combinacion con la posible sensibilidad de este ultimo en encontrar detalles experimentales puede explicar el hecho de que algunos investigadores han reportado ver un efecto mientras que otros no Taleyarkhan y sus colaboradores prepararon experimentos identicos en acetona no deuterada normal y no observaron las emisiones de neutrones o la produccion de tritio Taleyarkhan afirma que su interes por la fusion en burbujas comenzo a raiz de una charla en sobremesa con un amigo el Dr Mark Embrechts en 1995 Falla en reproducir los experimentos en Oak Ridge EditarLos resultados fueron tan sorprendentes que el Oak Ridge National Laboratory pidio a dos investigadores independientes D Shapira y M J Saltmarsh repetir el experimento usando equipos de deteccion de neutrones mas sofisticados Este estudio concluyo que la liberacion de neutrones era compatible con una coincidencia al azar 3 4 Una reproduccion realizada por Taleyarkhan y los otros autores del reporte original detecto que el reporte de Shapira y Saltmarsh habia fallado en tener en cuenta diferencias significativas en la configuracion experimental incluyendo mas de una pulgada de blindaje entre el detector de neutrones y la acetona De acuerdo con Taleyarkhan y sus colaboradores cuando se tiene en cuenta correctamente estas diferencias los resultados son consistentes con la fusion Ademas Galonsky ha mostrado que por el propio detector de calibracion de Taleyarkhan los neutrones observados tenian una energia demasiado alta para ser producto de una reaccion de fusion deuterio deuterio d d En un comentario de replica Taleyarkhan dijo que la energia es razonablemente cercana de lo que se espera 5 En febrero de 2005 el documental de BBC Horizon le encargo a dos investigadores principales de la sonoluminiscencia Seth Putterman y Ken Suslick que intentaran reproducir el trabajo de Taleyarkhan Utilizando parametros acusticos similares acetona deuterada una nucleacion de burbujas similares y un dispositivo de deteccion de neutrones mas sofisticado los investigadores no pudieron encontrar evidencia de una reaccion de fusion Este trabajo fue revisado por un equipo de cuatro cientificos incluyendo un experto en sonoluminiscencia y un experto en la deteccion de neutrones quien tambien concluyo que ninguna evidencia de fusion podia ser observada 6 7 Suslick habia trabajado previamente en el problema con Yuri Didenko y habian concluido que la compresion sonora causaba reacciones quimicas endotermicas dentro de las burbujas haciendo muy dificil que la burbuja pudiera alcanzar la temperatura de fusion Informes subsiguientes de la replicacion EditarEn el 2004 nuevos informe de fusion en burbujas fueron publicados por el grupo de Taleyarkhan diciendo que los resultados de experimentos anteriores habian sido reproducidos bajo condiciones experimentales mas estrictas 8 9 Estos resultados difieren de los resultados originales en que la fusion se estaba produciendo en un marco de tiempo mucho mas largo de lo que se informo anteriormente El informe original solo mostraba la emision de neutrones del colapso inicial de burbujas seguido de la nucleacion de burbujas mientras que este nuevo informe mostraba la emision de neutrones con ciclos acusticos mas tarde Los datos sin embargo fueron menos estrictos ya que una ventana muy grande de medicion se utilizo para determinar una coincidencia entre la emision de neutrones y la emision de luz sonoluminiscente Por otra parte la energia de los neutrones detectados no eran compatible con los neutrones producidos por una reaccion de fusion En julio del 2005 dos estudiantes de Taleyarkhan en la Universidad Purdue publicaron pruebas confirmando los resultados anteriores Usaron la misma camara acustica la misma acetona deuterada y una nucleacion de burbujas similar En este informe no se intento medir coincidencia de neutrones sonoluminiscentes Una vez mas las energias de los neutrones medidos no fueron compatibles con los neutrones producidos por una reaccion de fusion de d d 10 11 Se plantearon acusaciones de mala conducta y la Universidad Purdue abrio una investigacion Se concluyo en el 2008 que el nombre de Taleyarkhan deberia aparecer en la lista de autor debido a su implicacion profunda en muchos pasos en la investigacion que el habia agregado un autor que no habia participado realmente en el informe solo para superar la critica de un critico y que esto fue parte de un intento de falsificar el registro cientifico por la afirmacion de una confirmacion independiente La investigacion no se refirio a la validez de los resultados experimentales En enero de 2006 un articulo publicado en la revista Physical Review Letters por investigadores del Instituto Politecnico Rensselaer informaron evidencias estadisticas de la fusion 12 13 14 El informe de prensa inicial sin embargo muestra que la reaccion no trabaja siempre correctamente y no se conoce que parametros cambian para causar la reaccion para funcionar correctamente o para no funcionar para nada En noviembre de 2006 en medio de acusaciones formuladas a Taleyarkhan con relacion a sus normas de investigacion el Dr Edward R Forringer y los estudiantes David Robbins y Jonathan Martin de la Universidad LeTourneau presentaron dos articulos en la Reunion Nuclear Americana que informaban su exito en reproducir las emisiones de neutrones durante una visita al laboratorio de fluidos metaestable en la Universidad Purdue Su montaje experimental fue similar a los experimentos anteriores en que se uso una acetona deuterada benceno deuterado tetracloroetileno y nitrato de uranilo Cabe destacar sin embargo se opero sin una fuente externa de neutrones y se utilizaron dos tipos de detectores de neutrones Se vio que un detector de centelleo liquido media niveles de neutrones unas 8 desviaciones estandar por encima del nivel de fondo mientras que los detectores de plastico midieron niveles 3 8 de desviaciones estandar por encima del fondo Cuando el mismo experimento fue realizado sin liquido de control no deuterado las medidas estaban dentro de una desviacion estandar del fondo indicando que la produccion de neutrones habia solo ocurrido durante la cavitacion del liquido deuterado 15 16 17 En el 2005 tres cientificos rusos Smorodov E Galiakhmetov R Ilgamov M llevaron a cabo experimentos en comprensiones de choque de burbujas de deuterio en glicerina Los resultados fueron publicados en la monografia La fisica y la quimica de la cavitacion 2008 donde ellos demostraron la existencia de produccion de neutrones que indica el inicio de la reaccion de fusion nuclear en el plasma de deuterio Esto permite la creacion de tipos fundamentalmente nuevos de reactores de fusion nuclear y la creacion de nuevos tipos de fuentes de neutrones Dudas impulsan la investigacion EditarInformes tan espectaculares como los anteriores despiertan muchas dudas En marzo del 2006 Nature publico un informe especial silenciando la exageracion que pone en tela de juicio la validez de los resultados de los experimentos de Purdue 18 El informe cita a Brian Naranjo de la Universidad de California en el sentido que los espectros medidos en estos experimentos de sonofusion son coherentes con la desintegracion radioactiva del equipo del laboratorio y por lo tanto no es fiable demostrar la presencia de reacciones nucleares 19 La respuesta de Taleyarkhan y sus colaboradores publicada en Physical Review Letters intenta refutar la hipotesis de Naranjo sobre la causa de los neutrones detectados 20 Habia dudas en la Universidad Purdue en la facultad de Ingenieria en cuanto a si los resultados positivos informados por experimentos de sonofusion conducidos alli habian sido veraz de la universidad para iniciar una critica de la investigacion dirigida por el Vicepresidente de Investigacion El 9 de marzo de 2006 un articulo titulado Evidencias de fusion en burbujas en tela de juicio Nature entrevisto a varios colegas de Taleyarkhan que sospechaba que algo andaba mal 21 El 7 de febrero de 2007 la administracion de la Universidad Purdue determino que la evidencia no respalda las alegaciones de investigacion de mala conducta y que no se investigue mas a fondo las denuncias que se justifican Su informe tambien decia que el debate vigoroso y abierto de los meritos de los cientificos de esta nueva tecnologia es el enfoque mas apropiado en el futuro 22 23 A fin de verificar que la investigacion se llevaba a cabo correctamente el representante de la Camara Brad Miller solicito las copias completas de sus documentos e informes el 30 de marzo de 2007 24 En junio de 2008 un equipo multi institucional incluyendo a Taleyarkhan publica un articulo en Ingenieria Nuclear y Diseno para aclarar malentendidos generados por un post de la pagina de UCLA que sirvio de base para el articulo de Nature en marzo de 2006 de acuerdo a un comunicado de prensa 25 El 18 de julio de 2008 la Universidad Purdue anuncio que un comite formado por miembros de cinco instituciones habia investigado 12 denuncias de investigacion de mala conducta contra Rusi Taleyarkhan Se llego a la conclusion de que dos denuncias fueron fundadas que Taleyarkhan habia reclamado una confirmacion independiente de su trabajo cuando en realidad las confirmaciones aparentes fueron realizadas por los antiguos estudiantes de Taleyarkhan y no era independiente tal como Taleyarkhan habia dado a entender en forma implicita y que Taleyarkhan habia incluido el nombre de un colega que no habia estado involucrado en la investigacion la unica motivacion aparante para la adicion del Sr Butt fue un deseo de superar la critica de un critico concluyo el informe 26 27 La Universidad Purdue habia dicho previamente en su comunicado de prensa en julio de 2005 que la replicacion de Butt era independiente de Taleyarkhan 28 Taleyarkhan apelo las conclusiones en el informe pero la apelacion fue rechazada El dijo que las dos denuncias de mala conducta tenian que ver con asuntos administrativos triviales y no tenia nada que ver con el descubrimiento de la fusion nuclear en burbujas o de la ciencia subyacente y que todas las denuncias de fraude y fabricacion han sido consideradas no validas y sin meritos lo que confirma la robustez de la ciencia subyacente y de los datos experimentales 29 Un investigador interrogado por LA Times dijo que el informe no habia aclarado si la fusion en burbujas era real o no pero que la baja calidad de los trabajos y las dudas emitidas por el informe le hizo perder la credibilidad que Taleyarkhan tenia en la comunidad cientifica 30 El 27 de agosto de 2008 Taleyarkan fue despojado de su catedra llamada Arden Bement Jr y se le prohibio ser un director de tesis para estudiantes de postgrados por lo menos durante los proximos tres anos 31 El 5 de diciembre de 2007 Kimberley Clark presentaron una solicitud de patente en una celda de fusion termonuclear y mediante el uso de un potencial electrico entre la trompeta y la pared celular Alegaron que los isotopos de hidrogeno se fusionan en un liquido portador llamado agua y resolvieron los problemas de reproducibilidad de Taleyarkhan en el preambulo 32 33 Referencias Editar Chang Kenneth 27 de febrero de 2007 Practical Fusion or Just a Bubble New York Times Consultado el 27 de febrero de 2007 El metodo utilizado por el Dr Putterman es utilizar ondas de sonido en un proceso denominado sonofusion o fusion en burbujas para expandir y hacer colapsar burbujas diminutas produciendo en el proceso temperaturas extremadamente elevadas A temperaturas suficientemente altas los atomos pueden literalmente fusionarse y liberar una cantidad de energia mayor que si se dividieran en un proceso de fision nuclear como el que se utiliza en la actualidad en las centrales nucleoelectricas Ademas la fusion no resultaria en la produccion de residuos radioactivos con vidas prolongadas http scitation aip org getabs servlet GetabsServlet prog normal amp id PLEEE8000078000003035301000001 amp idtype cvips amp gifs yes enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Shapira D M J Saltmarsh 19 de agosto de 2002 Nuclear Fusion in Collapsing Bubbles Is it There An Attempt to Repeat the Observation of Nuclear Emissions from Sonoluminescence Physical Review Letters v 89 letter 104302 ISSN 1079 7114 online Consultado el 13 de mayo de 2007 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda G M McCracken Peter E Stott 2005 false trails Fusion the energy of the universe Complementary science series illustrated edicion Elsevier Academic Press pp 91 92 ISBN 9780124818514 Galonsky A 6 de septiembre de 2002 Tabletop Fusion Revisited Science 297 1645 1645b doi 10 1126 science 297 5587 1645b ISSN 0036 8075 Nuclear fusion put to the test BBC News 17 de febrero de 2005 Consultado el 13 de mayo de 2007 An Experiment to Save the World programme transcript Horizon BBC News Consultado el 13 de mayo de 2007 Bourgeois Theresa 2 de marzo de 2004 Researchers Report Bubble Fusion Results Replicated Physical Review E publishes paper on fusion experiment conducted with upgraded measurement system RPI News amp Information Consultado el 13 de mayo de 2007 Taleyarkhan R P J S Cho C D West R T Lahey R I Nigmatulin and R C Block 22 de marzo de 2004 Additional Evidence of Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation Physical Review E 69 letter 036109 036109 doi 10 1103 PhysRevE 69 036109 Consultado el 13 de mayo de 2007 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Venere Emil 12 de julio de 2005 Purdue findings support earlier nuclear fusion experiments Purdue News Purdue University Consultado el 13 de mayo de 2007 Xu Y A Butt 3 de mayo de 2005 Confirmatory Experiments for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation Nuclear Engineering and Design 235 1317 pp 1317 1324 doi 10 1016 j nucengdes 2005 02 021 ISSN 0167 899X La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Peplow Mark 10 de enero de 2006 Desktop fusion is back on the table Nature com doi 10 1038 news060109 5 ISSN 1744 7933 Consultado el 13 de mayo de 2007 Taleyarkhan R P C D West R T Lahey R I Nigmatulin J S Cho R C Block and Y Xu enero de 2006 Nuclear Emissions During Self Nucleated Acoustic Cavitation Physical Review Letters 96 letter 034301 034301 doi 10 1103 PhysRevLett 96 034301 Consultado el 13 de mayo de 2007 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Emisiones nucleares significativas desde un punto de vista estadistico fueron observadas en benceno deuterado y mezclas de acetona pero no en agua pesada La energia de los neutrones medidos era lt 2 45 MeV que es un nivel indicativo de una reaccion de fusion deuterio deuterio D D Las tasas de emision de neutrones estaban en el rango 5 10 neutrones s a 104 neutrones s y obedecian a la ley de dependencia inversa con la distancia Using Sound Waves To Induce Nuclear Fusion With No External Neutron Source Science Daily Rensselaer Polytechnic Institute 31 de enero de 2006 Consultado el 13 de mayo de 2007 El experimento fue especialmente disenado para responder a una pregunta fundamental no para conctruir un dispositivo capaz de producir energia expreso Block Para verificar la presencia de fusion los investigadores utilizaron tres detectores de neutrones independientes y un detector de rayos gamma Los cuatro resultados arrojaron los mismos resultados un aumento estadisticamente significativo en la cantidad de emisiones nucleares a causa de la sonofusion cuando se comparan las mediciones con los valores de fondo Bubble Fusion Confirmed by LETU Research LeTourneau University News www letu edu opencms opencms events Bubble Fusion Confirmed by LETU Research html link inactive as of 2008 05 10 Technical Sessions by Day Wednesday PDF ANS 2006 Winter Meeting amp Nuclear Technology Expo Official Program November 12 16 2006 p 24 Archivado desde el original el 21 de junio de 2007 Consultado el 6 de diciembre de 2006 confirmation of presentation Forringer Edward R David Robbins Jonathan Martin 12 de noviembre de 2006 Confirmation of Neutron Production During Self Nucleated Acoustic Cavitation Transactions of the American Nuclear Society v 95 p 736 ISSN 0003 018X La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Bubble fusion silencing the hype Nature com 8 de marzo de 2006 doi 10 1038 news060306 1 ISSN 1744 7933 Consultado el 28 de diciembre de 2010 Naranjo Brian 3 de octubre de 2006 Comment on Nuclear Emissions During Self Nucleated Acoustic Cavitation Physical Review Letters 97 letter 149403 149403 doi 10 1103 PhysRevLett 97 149403 Taleyarkhan R P R C Block R T Lahey Jr R I Nigmatulin and Y Xu 3 de octubre de 2006 Taleyarkhan et al Reply Physical Review Letters 97 letter 149404 149404 doi 10 1103 PhysRevLett 97 149404 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Samuel Reich Eugenie 9 de marzo de 2006 Evidence for bubble fusion called into question Nature 440 132 132 PMID 16525429 doi 10 1038 440132b Purdue integrity panel completes research inquiry Purdue News Purdue University 7 de febrero de 2007 Consultado el 13 de mayo de 2007 Chang Kenneth 13 de febrero de 2007 Researcher Cleared of Misconduct but Case Is Still Murky New York Times Late Edition Final edicion p F 4 Consultado el 13 de mayo de 2007 Miller Seeks Data on Purdue Investigation Into Scientific Misconduct House Committee on Science and Technology 22 de marzo de 2007 Archivado desde el original el 25 de mayo de 2007 Consultado el 13 de mayo de 2007 Taleyarkhan R P Lapinskas J Xu Y Cho J Block R Laheyjr R Nigmatulin R junio de 2008 Modeling Analysis and Prediction of Neutron Emission Spectra From Acoustic Cavitation Bubble Fusion Experiments Nuclear Engineering and Design 2008 238 2779 2791 doi 10 1016 j nucengdes 2008 06 007 Report of the Investigation Committee In the Matter of Dr Rusi P Taleyarkhan PDF Purdue University 18 de abril de 2008 Consultado el 19 de julio de 2008 Purdue committee completes research misconduct investigation Purdue University 18 de julio de 2008 Consultado el 18 de julio de 2008 Purdue findings support earlier nuclear fusion experiments Purdue University 12 de julio de 2005 Consultado el 4 de septiembre de 2008 Jayaraman K S Bubble fusion discoverer says his science is vindicated Nature India doi 10 1038 nindia 2008 271 Consultado el 1 de septiembre de 2008 Purdue physicist found guilty of misconduct Los Angeles Times July 19 2008 Thomas H Maugh II Press Associated 27 de agosto de 2008 Purdue reprimands fusion scientist for misconduct USA Today Consultado el 28 de diciembre de 2010 U S Pat App US2009147905 A1 ULTRASONIC TREATMENT CHAMBER FOR INITIATING THERMONUCLEAR FUSION Noticias Editar Bubble Power Richard T Lahey Jr Rusi P Taleyarkhan amp Robert I Nigmatulin IEEE Spectrum Magazine May 2005 Readable quantitative illustrated article Bubble Fusion Research Under Scrutiny IEEE Spectrum May 2006 follow up on May 2005 article R T Lahey Jr R P Taleyarkhan and R I Nigmatulin Sonofusion Fact or Fiction PDF format Possible Sound Induced Nuclear Fusion Posited Rensselaer Polytechnic Institute Press Release March 5 2002 Fusion controversy rekindled BBC News March 5 2002 Fusion experiment disappoints BBC News July 2 2002 Evidence bubbles over to support tabletop nuclear Fusion device March 2 2004 Sound waves size up sonoluminescence PhysicsWeb February 5 2002 Researchers Report Bubble Fusion Results Replicated Rensselaer Polytechnic Institute Press Release March 2 2004 Harnessing bubbles to trigger nuclear fusion 22 January 2005 Justin Mullins New Scientist Magazine Issue 2483 subscription required Purdue findings support earlier nuclear fusion experiments New positive bubble sonofusion findings were detailed in a peer reviewed paper appearing in the May issue of the journal Nuclear Engineering and Design July 12 2005 Bubble fusion takes next hurdle The potential for cavitation to induce nuclear fusion lets physicists think in new directions of energy production July 18 2005 Peplow M A R K 10 de enero de 2006 Desktop fusion is back on the table Physicist claims to have definitive data but can they be replicated News nature com doi 10 1038 news060109 5 Sonofusion Experiment Produces Results Without External Neutron Source PhysOrg com January 27 2006 Using Sound Waves To Induce Nuclear Fusion With No External Neutron Source sciencedaily com January 31 2006 Bubble fusion silencing the hype Nature online March 8 2006 Nature reveals serious doubts over reports of fusion in collapsing bubbles subscription required What s New March 10 2006 failed replications Bubble fusion group suffer setback Team admits a mix up with one of their neutron detectors May 10 2006 news nature com subscription required Purdue Bubble Wraps Sonofusion Inquiry Results June 21 2006 Photonics com Introduction to Sonofusion Roger Stringham October 2006 Practical Fusion or Just a Bubble Kenneth Chang The New York Times February 27 2007 Datos Q2624879Obtenido de https es wikipedia org w index php title Fusion en burbujas amp oldid 133156533, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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