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Leopoldo Soto Norambuena

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Leopoldo Soto Norambuena
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Presentación

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Leopoldo Soto Norambuena (Santiago, 14 de octubre de 1964), físico chileno Jefe del Departamento de Plasma Termonuclear de la Comisión Chilena de Energía Nuclear, CCHEN de Chile.

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Contenido

Trabaja en la Comisión Chilena de Energía Nuclear donde fundó el Laboratorio de Física de Plasma y Fusión Nuclear. Sus principales contribuciones son en la física experimental (física del plasma, en particular). Sus investigaciones son pioneras en la miniaturización del enfoque denso del plasma. Estos son dispositivos que pueden reproducir, sobre una base a escala, la física similar a los obtenidos en grandes dispositivos que sólo están disponibles en los grandes laboratorios del mundo. Debido a las contribuciones de Soto, es posible desarrollar investigaciones relevantes en plasmas densos, utilizando transitoriamente dispositivos mucho más pequeños.

Recibió el B. S., M. S. y Ph.D. con los grados en Física en 1989, 1990 y 1993, de la Universidad Católica de Chile. Su Ph.D. fue el primero otorgado por esta universidad chilena que tiene como relación una tesis en física experimental. Los resultados de su tesis fueron publicados en la revista Physical Review Letters,[1] [3] siendo este, el primer artículo chileno de Física del Plasma Experimental que se publica en la prestigiosa revista científica.

Cuando se integro a la Comisión Chilena de Energía Nuclear, comenzó a trabajar en "plasmas" impulsados ​​por pequeñas descargas eléctricas transitorias y pequeños dispositivos de potencia pulsada: z-pinch, descargas capilares y el enfoque de plasma[2].

Su trabajo ha contribuido a entender el foco de plasma en una amplia gama de energías y tamaños, manteniendo el mismo valor de densidad de iones, el campo magnético, la velocidad de la vaina de plasma, velocidad de Alfvén y la cantidad de energía por partícula[3].

Las reacciones de fusión son posibles de obtener en dispositivos ultra miniaturizados (impulsados por generadores 0.1J por ejemplo), al igual que se obtienen en los dispositivos grandes (impulsados por generadores 1MJ). Sin embargo, la estabilidad de la pizca plasma depende en gran medida del tamaño y la energía del dispositivo. Una rica fenomenología plasma se ha observado en los dispositivos de enfoque plasma de sobremesa desarrollados por el grupo de Soto: estructuras filamentosas[4], singularidades toroidales, ráfagas de plasma[5] y chorros de plasma generaciones[6].

Las posibles aplicaciones en este tipo de dispositivos, pueden generar el desarrollo de generador portátil como fuente no radiactiva de neutrones y rayos X para aplicaciones de campo[7][8], radiación pulsada aplicado a estudios biológicos, enfoque plasma como fuente de neutrones para los reactores híbridos de fusión-fisión nuclear,[9] y el uso de dispositivos de enfoque plasma como aceleradores de plasma para los estudios de materiales bajo pulsos de fusión relevante intensos.[10]

  • 1990: Recibió una beca para Ph. D. Estudios de la Fundación Andes, Chile.
  • 1999: se le concede la Cátedra Presidencial en Ciencias por el presidente de Chile.
  • 2007: Fue elegido como miembro del Instituto de Física del Reino Unido.
  • 2003: Preside la Sociedad de Física de Chile durante dos períodos, entre abril de 2003 y abril de 200
  • 2013: Es nombrado Secretario General la Sociedad de Física de Chile, desde abril de 2013 hasta abril de 2015.

Ha contribuido a la democratización del conocimiento mediante la creación del canal de YouTube "Ciencia Entretenida"[11], desarrollando vídeos para motivar a las nuevas generaciones de chilenos para el estudio de la ciencia y de informar al público en general, de una manera entretenida y didáctica.

2017 Oficializan la postulación del físico Leopoldo Soto Norambuena al Premio Nacional de Ciencias exactas 2017

Con el patrocinio de la Agrupación G-80 (Generación 80) y el respaldo de científicos, premios nacionales en ciencias, responsables de centros de investigación, académicos y autoridades de veintiocho instituciones del más alto nivel mundial en física, el día 30 de junio de este año se ha formalizado la candidatura del Dr. Soto Norambuena al más alto reconocimiento otorgado en Chile a los científicos nacionales de primera línea.[12]

Su grupo se ha convertido en un ejemplo de gestión y de resultados experimentales hoy reconocidos en el mundo entero: por haber encontrado las reglas de escala para dispositivos plasma focus; por haber diseñado y construido experimentos pequeños de potencia eléctrica pulsada que producen plasmas con la misma densidad de energía, velocidad de compresión, velocidad de Alfvén, densidad de partículas y temperatura que los más grandes experimentos en el mundo; por haber observado fenómenos de interés tanto para la física de plasmas básica (filamentos, jets, ondas de choque, choques de calor), como de interés en astrofísica; por demostrar que el choque de plasmas sobre materiales genera el mismo factor de daño que el esperado en la primera pared de los reactores de fusión de los megaproyectos de fusión magnética y fusión inercial (como el International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER, y la National Ignition Facility, NIF, USA). De este modo, el grupo ha sido reconocido mundialmente por sus contribuciones en la miniaturización de experimentos en plasmas densos pulsados, convirtiéndose en indiscutido líder mundial en el tema.

Los investigadores, académicos y autoridades que apoyan la candidatura del Dr. Leopoldo Soto Norambuena al Premio Nacional de Ciencias Exactas 2017, lo hacen desde las siguientes instituciones:

Massachusestts Institute of Technology, MIT, EEUU / Princeton University Plasma Physics Laboratory, PPPL, EEUU / University of California, Los Angeles, UCLA, EEUU / Colorado State University, EEUU / University of Saskatchewan, Canadá / Comisión Nacional de Energía Atómica de Argentina / Universidad Autónoma de México / Universidad Politécnica de Madrid, España / Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Brasil / Proton Scientific, Inc., EEUU / National Research Center “Kurchatov Institute”, Moscú, Rusia / Technische Universitat Darmstadt, Alemania / Universidad de Talca, Chile / Jülicher Entsorgundsgesellschaft für Nuklearanlagen, Alemania / Universidad de Chile / Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, Padova, Italia / Czech Technical University in Prague, República Checa / Universidad Alberto Hurtado, Chile / Academy of Science, República Checa / International Scientific Committee for Dense Magnetized Plasmas, IPPLM, Varsovia, Polonia / International Atomic Energy Agency, Viena, Austria / National Institute of Education, Singapur / Asian African Association for Plasma Training, AAAPT / University of Malaya, Malasia / Ejército de Chile / Comisión Chilena de Energía Nuclear/ WikicharliE Chile.

El dispositivo de fusión nuclear más pequeño del mundo

Leopoldo Soto y su equipo de investigación han logrado desarrollar el dispositivo de fusión nuclear más pequeño del mundo. De esta manera, los experimentos en este campo alrededor del mundo, que requieren millones de dólares de inversión, enormes equipos y grandes laboratorios, podrían llevarse a cabo a bajo costo y en centros de investigación en países que cuentan con recursos limitados.

Leopoldo Soto Norambuena 2.png

Según detalla el estudio, publicado en la revista 'Physics of Plasma'[13], el instrumento nuclear produce la misma energía por unidad de volumen que se obtiene en los grandes experimentos, pero a menor escala, usando solo 0,1 Julios (unidad de energía, trabajo y calor). Es decir, requiere 30 millones menos energía que el equipo más grande del mundo y 10.000 veces menos que la que utiliza el más pequeño.

El dispositivo consta de un recipiente de gas y una serie de electrodos que generan una corriente que acelera los electrones y núcleos del gas hasta 360.000 kilómetros por hora, en una milésima de millones de segundo. Finalmente, estas partículas se fusionan y liberan energía que se dispara en forma de rayos X. Soto explica que con este sistema no se pretende producir energía neta, pero esta fuente no radioactiva de neutrones y rayos X puede ser utilizada en muchos campos. Al ser un objeto portátil permitirá la realización de radiografías de alta resolución en sitios remotos, e incluso se está investigando su uso en tratamientos contra las células cancerígenas. Además, ha comenzado a probarse para la detección de minas antipersonales y distintas sustancias en el suelo.

Soto mostró el aparato en el Laboratorio de Física y Tecnologías de Plasma y Fusión Nuclear de Santiago de Chile[14].

Dispositivo de fusion nuclear Chileno.png

Fuentes y Enlaces de Interés

  1. Novel gas embedded compressional Z-pinch configuration/ Leopoldo Soto, H. Chuaqui, M. Favre, and E. Wyndham Phys. Rev. Lett. 72, 2891/ Publicado el 2 de mayo de 1994
  2. American Institute of Physics/Transient electrical discharges in small devices/ Leopoldo Soto, Andrey Esaulov, José Moreno, Patricio Silva, Gustavo Sylvester/Abril 2001
  3. Plasma Sources Science and Technology/ Studies on scalability and scaling laws for the plasma focus: similarities and differences in devices from 1 MJ to 0.1 J/20 sept 2010
  4. Physics of Plasmas/Physics of Plasmas 21, 072702 (2014); doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.4886135
  5. Physics of Plasmas 21, 122703 (2014); doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.4903471
  6. Toroidal High-Density Singularity in a Small Plasma Focus/Journal of Fusion Energy June 2012, Volume 31, Issue 3, pp 279–283
  7. Journal of Physics D: Applied Physics Demonstration of neutron production in a table-top pinch plasma focus device operating at only tens of joules/Journal of Physics D: Applied Physics, Volume 41, Number 20
  8. Browse Journals & Magazines > IEEE Transactions on Plasma S... > Volume: 38 Issue: 5 Demonstration of X-Ray Emission From an Ultraminiature Pinch Plasma Focus Discharge Operating at 0.1 J Nanofocus
  9. Clausse, Alejandro; Leopoldo Soto; Carlos Friedli; Luis Altamirano (26 December 2014). "Feasibility study of a hybrid subcritical fission system driven by Plasma-Focus fusion neutrons". Annals of Nuclear Energy. 22: 10–14.
  10. Inestrosa-Izurieta, Maria José; E. Ramos-Moore; L. Soto (5 August 2015). "Morphological and structural effects on tungsten targets produced by fusion plasma pulses from a table top plasma focus". Nuclear Fusion. 55 (093011). Bibcode:2015NucFu..55i3011I. doi:10.1088/0029-5515/55/9/093011. Retrieved 8 September 2015.
  11. youtube/canal "Ciencia Entretenida
  12. CCHEN/Oficializan la postulación del físico Leopoldo Soto Norambuena al Premio Nacional de Ciencias exactas 2017
  13. Published Online: July 2017 Accepted: July 2017 Evidence of nuclear fusion neutrons in an extremely small plasma focus device operating at 0.1 Joules
  14. youtu.be/RT/Chile: ¿Es este el dispositivo de fusión nuclear más pequeño del mundo?

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