Confinamiento electrostático inercial

confinamiento electrostático inercial, o IEC, es una clase de dispositivos de energía de fusión que utilizan campos eléctricos para confinar el plasma en lugar del enfoque más común que utiliza campos magnéticos que se encuentran en Diseños de fusión por confinamiento magnético (MCF). La mayoría de los dispositivos IEC aceleran directamente su combustible a condiciones de fusión, evitando así las pérdidas de energía que se observan durante las etapas de calentamiento más largas de los dispositivos MCF. En teoría, esto los hace más adecuados para el uso de combustibles de fusión aneutrónicos alternativos, que ofrecen una serie de importantes beneficios prácticos y convierten a los dispositivos IEC en uno de los enfoques de fusión más estudiados.

A medida que los electrones cargados negativamente y los iones cargados positivamente en el plasma se mueven en diferentes direcciones en un campo eléctrico, el campo debe disponerse de alguna manera para que las dos partículas permanezcan juntas. La mayoría de los diseños IEC logran esto arrastrando los electrones o iones a través de un pozo de potencial, más allá del cual el potencial cae y las partículas continúan moviéndose debido a su inercia. La fusión ocurre en esta área de menor potencial cuando chocan iones que se mueven en diferentes direcciones. Debido a que el movimiento proporcionado por el campo crea los niveles de energía necesarios para la fusión, no colisiones aleatorias con el resto del combustible, la mayor parte del plasma no tiene que estar caliente y los sistemas en su conjunto funcionan a temperaturas y niveles de energía mucho más bajos. que los dispositivos MCF.

Uno de los dispositivos IEC más simples es el fusor, que consta de dos rejillas esféricas de alambre metálico concéntricas. Cuando las rejillas se cargan a alto voltaje, el gas combustible se ioniza. El campo entre los dos acelera el combustible hacia adentro, y cuando pasa por la rejilla interna, el campo cae y los iones continúan hacia el centro. Si impactan con otro ion pueden sufrir fusión. Si no lo hacen, salen del área de reacción nuevamente hacia el área cargada, donde son nuevamente acelerados hacia adentro. En general, el proceso físico es similar a la fusión de haces en colisión, aunque los dispositivos de haces son lineales en lugar de esféricos. Otros diseños IEC, como el polipozo, difieren en gran medida en la disposición de los campos utilizados para crear el pozo potencial.

Varios estudios teóricos detallados han señalado que el enfoque IEC está sujeto a una serie de mecanismos de pérdida de energía que no están presentes si el combustible se calienta uniformemente, o "maxwellianos". Estos mecanismos de pérdida parecen ser mayores que la tasa de fusión en tales dispositivos, lo que significa que nunca podrán alcanzar el punto de equilibrio de la fusión y, por lo tanto, usarse para la producción de energía. Estos mecanismos son más potentes cuando aumenta la masa atómica del combustible, lo que sugiere que IEC tampoco tiene ninguna ventaja con los combustibles aneutrónicos. Sigue siendo muy polémico si estas críticas se aplican a dispositivos IEC específicos.

Mecanismo

Por cada voltio que se acelera un ion, su ganancia de energía cinética corresponde a un aumento de temperatura de 11.604 kelvin (K). Por ejemplo, un plasma de fusión por confinamiento magnético típico es de 15 keV, lo que corresponde a 170 megakelvin (MK). Un ion con una carga de uno puede alcanzar esta temperatura si se acelera a través de una caída de 15.000 V. Este tipo de voltaje se logra fácilmente en dispositivos eléctricos comunes; un tubo de rayos catódicos típico opera en este rango.

En fusores la caída de tensión se realiza con una jaula de alambre. Sin embargo, en los fusores se producen grandes pérdidas de conducción porque la mayoría de los iones caen dentro de la jaula antes de que pueda producirse la fusión. Esto evita que los fusores actuales produzcan energía neta.

Historia

Década de 1930

Mark Oliphant adapts Cockcroft and Walton 's particle accelerator at the Cavendish Laboratory to create tritium and helium-3 by nuclear fusion.

Década de 1950

Tres investigadores de LANL, incluido Jim Tuck, exploraron por primera vez la idea, teóricamente, en un artículo de 1959. La idea había sido propuesta por un colega. El concepto era capturar electrones dentro de una jaula positiva. Los electrones acelerarían los iones hasta las condiciones de fusión.

Se estaban desarrollando otros conceptos que luego se fusionarían con el campo IEC. Estos incluyen la publicación del criterio de Lawson por John D. Lawson en 1957 en Inglaterra. Esto impone criterios mínimos para los diseños de centrales eléctricas que realizan fusión utilizando nubes de plasma Maxwellianas calientes. Además, un trabajo que explora cómo se comportan los electrones dentro de la cúspide bicónica, realizado por el grupo Harold Grad en el Instituto Courant en 1957. Una cúspide bicónica es un dispositivo con dos polos magnéticos iguales uno frente al otro (es decir, norte-norte). Entre ellos pueden quedar atrapados electrones e iones.

Década de 1960

En su trabajo con tubos de vacío, Philo Farnsworth observó que la carga eléctrica se acumulaba en regiones del tubo. Hoy en día, este efecto se conoce como efecto multipactor. Farnsworth razonó que si los iones se concentraban lo suficiente, podrían colisionar y fusionarse. En 1962, presentó una patente sobre un diseño que utilizaba una jaula interior positiva para concentrar plasma y lograr la fusión nuclear. Durante este tiempo, Robert L. Hirsch se unió a los laboratorios de Farnsworth Television y comenzó a trabajar en lo que se convirtió en el fusor. Hirsch patentó el diseño en 1966 y lo publicó en 1967. La máquina Hirsch tenía un diámetro de 17,8 cm con una caída de voltaje de 150 kV y utilizaba haces de iones para ayudar a inyectar material.

Al mismo tiempo, Lyman Spitzer en Princeton publicó un texto clave sobre física del plasma en 1963. Spitzer tomó las leyes de los gases ideales y las adaptó a un plasma ionizado, desarrollando muchas de las ecuaciones fundamentales utilizadas para modelar un plasma. Mientras tanto, el grupo de Richard F. Post en LLNL desarrolló la teoría del espejo magnético y la conversión directa de energía. Un espejo magnético o una botella magnética es similar a una cúspide bicónica excepto que los polos están invertidos.

Década de 1980

En 1980, Robert W. Bussard desarrolló un cruce entre un fusor y un espejo magnético, el Polywell. La idea era confinar un plasma no neutro mediante campos magnéticos. Esto, a su vez, atraería iones. Esta idea ya había sido publicada anteriormente, en particular por Oleg Lavrentiev en Rusia. Bussard patentó el diseño y recibió financiación de la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa, DARPA y la Marina de los EE. UU. para desarrollar la idea.

Década de 1990

Bussard y Nicholas Krall publicaron teoría y resultados experimentales a principios de los noventa. En respuesta, Todd Rider en el MIT, bajo la dirección de Lawrence Lidsky, desarrolló modelos generales del dispositivo. Rider argumentó que el dispositivo era fundamentalmente limitado. Ese mismo año, 1995, William Nevins de LLNL publicó una crítica al Polywell. Nevins argumentó que las partículas acumularían momento angular, provocando que el núcleo denso se degradara.

A mediados de los años noventa, las publicaciones de Bussard impulsaron el desarrollo de fusores en la Universidad de Wisconsin-Madison y en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. La máquina de Madison se construyó por primera vez en 1995. El equipo de George H. Miley en Illinois construyó un fusor de 25 cm que produjo 10⁷ neutrones utilizando gas deuterio y descubrió el "modo estrella" del funcionamiento del fusor en 1994. Al año siguiente, se celebró el primer "Taller entre Estados Unidos y Japón sobre fusión IEC" se llevó a cabo. Esta es ahora la principal conferencia para investigadores de IEC. En ese momento, en Europa, Daimler-Chrysler Aerospace desarrolló un dispositivo IEC como fuente de neutrones comercial con el nombre FusionStar. A finales de los noventa, el aficionado Richard Hull comenzó a construir fusores para aficionados en su casa. En marzo de 1999, alcanzó una velocidad de neutrones de 10⁵ neutrones por segundo. Hull y Paul Schatzkin fundaron fusor.net en 1998. A través de este foro abierto, una comunidad de fusionadores aficionados ha realizado fusión nuclear utilizando fusores caseros.

Década de 2000

A pesar de la demostración en 2000 de 7200 horas de funcionamiento sin degradación a alta potencia de entrada como cámara de reacción sellada con control automatizado, el proyecto FusionStar fue cancelado y se fundó la empresa NSD Ltd. La tecnología esférica FusionStar fue desarrollada posteriormente como un sistema de geometría lineal con mayor eficiencia y mayor producción de neutrones por parte de NSD Ltd., que se convirtió en NSD-Fusion GmbH en 2005.

A principios de 2000, Alex Klein desarrolló un cruce entre un polipozo y haces de iones. Utilizando lentes Gabor, el Dr. Klein intentó enfocar el plasma en nubes no neutrales para su fusión. Fundó FP Generation, que en abril de 2009 recaudó 3 millones de dólares en financiación de dos fondos de riesgo. La empresa desarrolló la máquina MIX y Marble, pero tuvo problemas técnicos y cerró.

En respuesta a Riders' Ante las críticas, los investigadores de LANL razonaron que un plasma oscilante podría estar en equilibrio termodinámico local; Esto impulsó las máquinas trampa POPS y Penning. En ese momento, los investigadores del MIT se interesaron por los fusores para la propulsión espacial y la alimentación de vehículos espaciales. Específicamente, los investigadores desarrollaron fusores con múltiples jaulas internas. En 2005, Greg Piefer fundó Phoenix Nuclear Labs para convertir el fusor en una fuente de neutrones para la producción en masa de isótopos médicos.

Robert Bussard comenzó a hablar abiertamente sobre Polywell en 2006. Intentó generar interés en la investigación, antes de fallecer de mieloma múltiple en 2007. Su empresa pudo recaudar más de diez millones en financiación de la Marina de los EE. UU. en 2008 y 2009.

Década de 2010

Las publicaciones de Bussard impulsaron a la Universidad de Sydney a iniciar una investigación sobre el atrapamiento de electrones en polipozos en 2010. El grupo ha explorado teorías, modelado dispositivos, construido dispositivos, medido y simulado el atrapamiento. Todas estas máquinas eran de bajo consumo y costo y todas tenían una pequeña proporción beta. En 2010, Carl Greninger fundó el consorcio nuclear del noroeste, una organización que enseña principios de ingeniería nuclear a estudiantes de secundaria, utilizando un fusor de 60 kvoltios. En 2012, Mark Suppes recibió atención por un fusor. Suppes también midió el atrapamiento de electrones dentro de un polipozo. En 2013, George H. Miley publicó el primer libro de texto de IEC.

Década de 2020

Avalanche Energy es una nueva empresa con alrededor de 51 millones de dólares en financiación de riesgo/DOD que está trabajando en baterías de fusión pequeñas (decenas de centímetros) modulares que producen 5 kWe. Su objetivo es 600 kV para que su dispositivo alcance ciertos objetivos de diseño. Su concepto Orbitron confina electrostáticamente (aumentado con magnetrón) los iones que orbitan alrededor de un cátodo de alto voltaje (miles de kV) en un ambiente de alto vacío (p< 10 −8 Torr) rodeado por una o dos capas de ánodo separadas por un dieléctrico. Las preocupaciones incluyen la rotura del vacío/dieléctrico y la descarga disruptiva de la superficie del aislador. Los generadores de campo magnético de imán permanente/electroimán están dispuestos coaxialmente alrededor del ánodo. Se pretende que la intensidad del campo magnético supere la condición de corte del casco, que oscila entre 50 y 4000 kV. Los iones candidatos incluyen protones (m/z=1), deuterio (m/z=2), tritio (m/z=3), litio-6 (m/z=6) y boro-11 (m/z= 11). Los avances recientes incluyen pruebas exitosas de un aislador de 300 kV.

Diseños con jaula

Fusor

El dispositivo IEC más conocido es el fusor. Este dispositivo normalmente consta de dos jaulas de alambre dentro de una cámara de vacío. Estas jaulas se conocen como rejillas. La jaula interior se mantiene a un voltaje negativo contra la jaula exterior. Se introduce una pequeña cantidad de combustible de fusión (siendo el gas deuterio el más común). El voltaje entre las rejillas hace que el combustible se ionice. Los iones positivos caen por la caída de voltaje hacia la jaula interior negativa. A medida que aceleran, el campo eléctrico actúa sobre los iones, calentándolos hasta alcanzar condiciones de fusión. Si estos iones chocan, pueden fusionarse. Los fusores también pueden utilizar pistolas de iones en lugar de rejillas eléctricas. Los fusores son populares entre los aficionados porque se pueden construir fácilmente, pueden producir fusión regularmente y son una forma práctica de estudiar física nuclear. Los fusores también se han utilizado como generador de neutrones comercial para aplicaciones industriales.

Ningún fusor se ha acercado a producir una cantidad significativa de energía de fusión. Pueden ser peligrosos si no se tienen los cuidados adecuados porque requieren altos voltajes y pueden producir radiaciones nocivas (neutrones y rayos X). A menudo, los iones chocan con las jaulas o las paredes. Esto conduce la energía lejos del dispositivo, lo que limita su rendimiento. Además, las colisiones calientan las redes, lo que limita los dispositivos de alta potencia. Las colisiones también rocían iones de gran masa en la cámara de reacción, contaminan el plasma y enfrían el combustible.

POPS

Al examinar el plasma no térmico, los trabajadores de LANL se dieron cuenta de que era más probable la dispersión que la fusión. Esto se debió a que la sección transversal de dispersión de Coulomb era mayor que la sección transversal de fusión. En respuesta, construyeron POPS, una máquina con una jaula de alambre, donde los iones se mueven en estado estacionario u oscilan. Dicho plasma puede estar en equilibrio termodinámico local. Se predice que la oscilación de iones mantendrá la distribución de equilibrio de los iones en todo momento, lo que eliminaría cualquier pérdida de energía debido a la dispersión de Coulomb, lo que daría como resultado una ganancia neta de energía. A partir de este diseño, investigadores en Rusia simularon el diseño POPS utilizando código de partículas en celda en 2009. Este concepto de reactor se vuelve cada vez más eficiente a medida que se reduce el tamaño del dispositivo. Sin embargo, se requieren transparencias muy altas (>99,999%) para que el concepto POPS funcione correctamente. Con este fin, S. Krupakar Murali et al. sugirieron que se pueden utilizar nanotubos de carbono para construir las rejillas catódicas. Esta es también la primera aplicación (sugerida) de nanotubos de carbono directamente en cualquier reactor de fusión.

Diseños con campos

Varios esquemas intentan combinar el confinamiento magnético y los campos electrostáticos con IEC. El objetivo es eliminar la jaula de alambre interna del fusor y los problemas resultantes.

Pozo

El polipozo utiliza un campo magnético para atrapar electrones. Cuando los electrones o iones se mueven hacia un campo denso, pueden reflejarse mediante el efecto del espejo magnético. Un polipozo está diseñado para atrapar electrones en el centro, con un denso campo magnético rodeándolos. Normalmente, esto se hace utilizando seis electroimanes en una caja. Cada imán se coloca de modo que sus polos miren hacia adentro, creando un punto nulo en el centro. Los electrones atrapados en el centro forman un "electrodo virtual" Idealmente, esta nube de electrones acelera los iones hasta alcanzar las condiciones de fusión.

Trampa de encierro

Una trampa de Penning utiliza un campo eléctrico y magnético para atrapar partículas, un campo magnético para confinar las partículas radialmente y un campo eléctrico cuadrupolo para confinar las partículas axialmente.

En un reactor de fusión con trampa Penning, primero se activan los campos magnético y eléctrico. Luego, los electrones se emiten a la trampa, se capturan y se miden. Los electrones forman un electrodo virtual similar al de un polipozo, descrito anteriormente. Estos electrones están destinados a atraer iones, acelerándolos hasta condiciones de fusión.

En la década de 1990, los investigadores de LANL construyeron una trampa Penning para realizar experimentos de fusión. Su dispositivo (PFX) era una máquina pequeña (milímetros) y de baja potencia (una quinta parte de un tesla, menos de diez mil voltios).

Mármol

MARBLE (experimento de líneas de haz de recirculación ambipolar múltiple) era un dispositivo que movía electrones e iones hacia adelante y hacia atrás en una línea. Los haces de partículas se reflejaron mediante óptica electrostática. Estas ópticas crearon superficies de voltaje estático en el espacio libre. Estas superficies reflejan sólo partículas con una energía cinética específica, mientras que las partículas de mayor energía pueden atravesar estas superficies sin obstáculos, aunque no sin verse afectadas. La captura de electrones y el comportamiento del plasma se midieron mediante la sonda Langmuir. Marble mantuvo los iones en órbitas que no cruzan los cables de la red; este último también mejora las limitaciones de carga espacial mediante el anidamiento múltiple de haces de iones a varias energías. Los investigadores encontraron problemas con las pérdidas de iones en los puntos de reflexión. Los iones se ralentizaron al girar y permanecieron mucho tiempo allí, lo que provocó altas pérdidas de conducción.

MEZCLAR

El experimento del haz de iones multipolar (MIX) aceleró iones y electrones hasta convertirlos en un electroimán cargado negativamente. Los iones se enfocaron utilizando lentes de Gabor. El investigador tuvo problemas con una región de giro de iones muy delgada muy cerca de una superficie sólida donde los iones podían ser conducidos.

Aislada magnéticamente

Se han propuesto dispositivos en los que la jaula negativa está aislada magnéticamente de los plasmas entrantes.

Crítica general

En 1995, Todd Rider criticó todos los esquemas de energía de fusión que utilizan sistemas de plasma que no están en equilibrio termodinámico. Rider supuso que las nubes de plasma en equilibrio tenían las siguientes propiedades:

• Eran cuasineutrales, donde los positivos y negativos son igualmente mezclados.
• Habían mezclado uniformemente combustible.
• Eran isotrópicos, lo que significa que su comportamiento era el mismo en cualquier dirección dada.
• El plasma tenía una energía y temperatura uniformes en toda la nube.
• El plasma era una esfera Gaussiana no estructurada.

Rider argumentó que si dicho sistema se calentara lo suficiente, no se podría esperar que produjera energía neta, debido a las altas pérdidas de rayos X.

Otros investigadores de la fusión, como Nicholas Krall, Robert W. Bussard, Norman Rostoker y Monkhorst, no estuvieron de acuerdo con esta evaluación. Argumentan que las condiciones del plasma dentro de las máquinas IEC no son casi neutrales y tienen distribuciones de energía no térmica. Debido a que el electrón tiene una masa y un diámetro mucho más pequeños que el ion, la temperatura del electrón puede ser varios órdenes de magnitud diferente a la de los iones. Esto puede permitir optimizar el plasma, mediante el cual los electrones fríos reducirían las pérdidas de radiación y los iones calientes aumentarían las tasas de fusión.

Termalización

El principal problema que ha planteado Rider es la termalización de los iones. Rider argumentó que, en un plasma cuasineutral donde todos los positivos y negativos están distribuidos por igual, los iones interactuarán. Mientras lo hacen, intercambian energía, lo que hace que su energía se extienda (en un proceso de Wiener) dirigiéndose a una curva de campana (o función gaussiana) de energía. Rider centró sus argumentos dentro de la población de iones y no abordó el intercambio de energía entre electrones y plasmas no térmicos.

Esta difusión de energía causa varios problemas. Un problema es producir cada vez más iones fríos, que son demasiado fríos para fusionarse. Esto reduciría la potencia de salida. Otro problema son los iones de mayor energía, que tienen tanta energía que pueden escapar de la máquina. Esto reduce las tasas de fusión y aumenta las pérdidas de conducción, porque cuando los iones se van, la energía se lleva consigo.

Radiación

Rider estimó que una vez que el plasma se termaliza, las pérdidas de radiación superarían cualquier cantidad de energía de fusión generada. Se centró en un tipo específico de radiación: la radiación de rayos X. Una partícula en un plasma irradiará luz cada vez que se acelere o desacelere. Esto se puede estimar utilizando la fórmula de Larmor. Rider estimó esto para D – T (fusión deuterio-tritio), D – D (fusión de deuterio) y D – He3 (fusión de deuterio-helio 3), y que la operación de equilibrio con cualquier combustible excepto D – T es difícil.

Enfoque central

En 1995, Nevins argumentó que tales máquinas necesitarían gastar una gran cantidad de energía para mantener el foco iónico en el centro. Es necesario concentrar los iones para que puedan encontrarse, chocar y fusionarse. Con el tiempo, los iones positivos y los electrones negativos se mezclarían naturalmente debido a la atracción electrostática. Esto hace que se pierda el foco. Esta es la degradación central. Nevins argumentó matemáticamente que la ganancia de fusión (relación entre la potencia de fusión producida y la potencia requerida para mantener la función de distribución de iones en desequilibrio) se limita a 0,1 suponiendo que el dispositivo se alimenta con una mezcla de deuterio y tritio.

El problema central del enfoque también fue identificado en los fusores por Tim Thorson en la Universidad de Wisconsin-Madison durante su trabajo doctoral de 1996. Los iones cargados tendrían cierto movimiento antes de comenzar a acelerar en el centro. Este movimiento podría ser un movimiento de torsión, donde el ion tenía un momento angular, o simplemente una velocidad tangencial. Este movimiento inicial hace que la nube en el centro del fusor esté desenfocada.

Límite de brillo

En 1945, el profesor de la Universidad de Columbia, Léon Brillouin, sugirió que había un límite en la cantidad de electrones que se podían empaquetar en un volumen determinado. Este límite se conoce comúnmente como límite de Brillouin o densidad de Brillouin, como se muestra a continuación.

N=B22μ μ 0mc2{displaystyle N={frac {B^{2}{2}mu ¿Qué?

Donde B es el campo magnético, μ μ 0{displaystyle mu _{0}} la permeabilidad del espacio libre, m la masa de partículas confinadas, y c la velocidad de la luz. Esto puede limitar la densidad de carga dentro de los dispositivos IEC.

Aplicaciones comerciales

Dado que las reacciones de fusión generan neutrones, el fusor se ha convertido en una familia de generadores de neutrones compactos con cámara de reacción sellada para una amplia gama de aplicaciones que necesitan tasas de salida de neutrones moderadas a un precio moderado. Se pueden utilizar fuentes de neutrones de muy alto rendimiento para fabricar productos como el molibdeno-99 y el nitrógeno-13, isótopos médicos utilizados para las exploraciones PET.

Dispositivos

Gobierno y comercial

• Los Alamos National Laboratory Researchers developed POPS and Penning trap
• Turkish Atomic Energy Authority En 2013 este equipo construyó un 30 cm fusor en el centro de investigación y entrenamiento nuclear de Saraykoy en Turquía. Este fusor puede llegar 85 kV y hacer fusión de deuterio, produciendo 2.4×10⁴ neutrones por segundo.
• ITT Corporation Hirschs máquina original era un 17.8 cm máquina de diámetro con 150 kV El voltaje cae a través de él. Esta máquina usó vigas de iones.
• Phoenix Nuclear Labs ha desarrollado una fuente comercial de neutrones basada en un fusor, logrando 3×10¹¹ neutrones por segundo con la reacción de fusión de deuterio-deuterio durante 132 horas de funcionamiento continuo.
• Energy Matter Conversion Inc Es una empresa en Santa Fe que ha desarrollado grandes dispositivos de poliwell de alta potencia para la Armada de Estados Unidos.
• Generadores de neutrones IEC sellados NSD-Gradel-Fusion para DD (2.5 MeV) o DT (14 MeV) con una gama de salidas máximas son fabricados por Gradel sárl en Luxemburgo.
• Atomic Energy Organization of Iran Researchers at Shahid Beheshti University in Iran have built a 60 cm fusor de diámetro que puede producir 2×10⁷ neutrones por segundo a 80 kilovoltios utilizando gas deuterio.
• Avalanche Energy ha recibido $5 millones en capital de riesgo para construir su prototipo.

• CPP-IPR en la India, ha alcanzado un hito significativo al pionero en el desarrollo de la primera fuente de neutrones de la India de fusión electrostática inercial. El dispositivo es capaz de alcanzar un potencial energético de -92kV. Puede generar un rendimiento de neutrones de hasta 10⁷ neutrones por segundo por fusión de deuterio. El objetivo principal de este programa es impulsar el avance de fuentes de neutrones portátiles y portátiles, caracterizadas por geometrías lineales y esféricas.

Universidades

• Tokyo Institute of Technology cuenta con cuatro dispositivos IEC de diferentes formas: una máquina esférica, un dispositivo cilíndrico, un cilindro doble coaxial y un dispositivo con asistencia magnética.
• University of Wisconsin–Madison – Un grupo de Wisconsin–Madison tiene varios dispositivos grandes desde 1995.
• Universidad de Illinois en Urbana-Champaign – El laboratorio de estudios de fusión ha construido un fusor de ~25 cm que ha producido 10⁷ neutrones usando gas deuterio.
• Massachusetts Institute of Technology – Para su tesis doctoral en 2007, Carl Dietrich construyó un fusor y estudió su potencial uso en propulsión de naves espaciales. Además, Thomas McGuire estudió varios fusores de pozo para aplicaciones en vuelo espacial.
• University of Sydney ha construido varios dispositivos IEC y también poliwells de baja potencia, baja relación beta. La primera fue construida de anillos Teflon y era alrededor del tamaño de una taza de café. El segundo tiene ~12" diámetro caja completa, anillos de metal.
• Eindhoven Technical University
• Amirkabir University of Technology and Atomic Energy Organization of Iran han investigado el efecto de fuertes campos magnéticos pulsados en la tasa de producción de neutrones del dispositivo IEC. Su estudio mostró que por 1-2 Tesla campo magnético es posible aumentar la tasa de producción de corriente de descarga y neutrones más de diez veces con respecto a la operación ordinaria.
• El Instituto de Sistemas Espaciales de la Universidad de Stuttgart está desarrollando dispositivos IEC para la investigación de física plasmática y también como dispositivo de propulsión eléctrica, el IECT (Inertial Electrostatic Confinement Thruster).

Patentes

• P.T. Farnsworth, U.S. Patent 3,258,402, junio 1966 (Secreción eléctrica - Interacción nuclear)
• P.T. Farnsworth, U.S. Patent 3,386,883. Junio de 1968 (método y aparato)
• Hirsch, Robert, U.S. Patent 3,530,036. Septiembre de 1970 (Apparatus)
• Hirsch, Robert, U.S. Patent 3,530,497. Septiembre de 1970 (Aparatos generadores - Hirsch/Meeks)
• Hirsch, Robert, U.S. Patent 3,533,910. Octubre de 1970 (Fuente litio-Ion)
• Hirsch, Robert, U.S. Patent 3,655,508. Abril de 1972 (Reducir fuga de plasma)
• Hirsch, Robert, U.S. Patent 3,664,920. Mayo de 1972 (contención electrónica)
• R.W. Bussard, "Método y aparato para controlar partículas cargadas", U.S. Patent 4,826,646, mayo de 1989 (Método y aparato - campos de rejilla magnética)
• R.W. Bussard, "Método y aparato para crear y controlar reacciones de fusión nuclear", U.S. Patent 5,160,695, noviembre de 1992 (Métodos y aparatos - ondas acústicas Ion)
• S.T. Brookes, "Nuclear merger reactor", patente del Reino Unido GB2461267, mayo 2012
• T.V. Stanko, "Nuclear merger device", patente británica GB2545882, julio 2017