¿Podría $^3_2\mathrm{He}$ y $^3_1\mathrm{H}$ -¿requieren reactores de fusión diferentes?

Question

En la escuela he aprendido que existen dos reacciones de fusión muy similares, que los físicos (y los autores de ciencia ficción) esperan que puedan utilizarse como fuente de energía:

$$^2_1\mathrm{H}+^3_1\mathrm{H} \rightarrow ^4_2\mathrm{He}+^1_0\mathrm{n} + (17.589\,\mathrm{MeV})$$

y

$$^2_1\mathrm{H}+^3_2\mathrm{He} \rightarrow ^4_2\mathrm{He}+^1_0\mathrm{p} + (18.353\,\mathrm{MeV})$$

El hecho de que la reacción que requiere helio-3 produzca protones en lugar de neutrones, ¿implica que habría que construir reactores de fusión completamente diferentes para que se produjeran las distintas reacciones de fusión, o una instalación construida para fusionar tritio con deuterio funcionaría perfectamente si en su lugar se le diera helio-3 y deuterio?

Answer 1

Los neutrones, al no estar cargados, escaparán del plasma. Éstos pueden causar daños importantes en las paredes de los vasos (una parte del ITER experimento de fusión es probar materiales). Una idea que la gente espera es utilizar los neutrones para producir más tritio como combustible a partir del litio (ITER también espera probar esto). https://www.iter.org/mach/TritiumBreeding ).

Entonces, para obtener energía de todo esto, de alguna manera tenemos que extraer calor del plasma o de lo que sea que estén bombardeando los neutrones.

La otra reacción produce protones, por lo que no hay que preocuparse por los neutrones (excepto quizá por las reacciones secundarias), y el calor permanecerá en el plasma. Así que las decisiones de ingeniería serán diferentes.

Con pequeños reactores de ensayo probablemente sea posible probar cualquiera de las dos reacciones si se pueden alcanzar las condiciones de temperatura y presión. Sin embargo, para construir un generador de fusión, las soluciones de ingeniería al problema anterior dependerán casi con toda seguridad de la reacción.