El confinamiento electrostático de plasma ( inglés inertial electrostatic confinement, IEC ) es un concepto para confinar un plasma usando un campo electrostático.
Un campo electrostático, generalmente esféricamente simétrico pero a veces con simetría cilíndrica, acelera partículas cargadas ( electrones o iones ) hacia el centro o eje de simetría del campo. Los iones se pueden mantener cerca del centro de la trampa durante mucho tiempo, lo que permite lograr una reacción termonuclear controlada . Una de las primeras descripciones del concepto fue realizada por Willam C Elmore y otros en enero de 1959. [1]
La cuestión de la prioridad del uso de sistemas inerciales-electrostáticos para realizar reacciones nucleares y convertir directamente la energía de estas reacciones nucleares en energía eléctrica aún no ha sido resuelta.
En la URSS, estas propuestas fueron formuladas por primera vez por O. A. Lavrentiev , en su nota enviada al Comité Central del Partido Comunista de los Bolcheviques de toda la Unión el 29 de julio de 1950 [2] . En su nota, como prometedora desde el punto de vista de las reacciones de fusión nuclear para una bomba termonuclear, O. A. Lavrentiev propuso reacciones de litio-hidrógeno: p + 7 Li = 2 4 He + 17,2 MeV y D + 6 Li = 2 4 He + 22,4 MeV basado en el llamado método de "colisión libre de núcleos". Fue esta propuesta la que despertó el interés del liderazgo político del proyecto (que tenía a su disposición datos de inteligencia similares sobre el proyecto nuclear estadounidense) en la persona de un científico novato, lo que permitió a O. A. Lavrentiev ingresar a la Universidad Estatal de Moscú y comenzar un carrera científica.
Según A. D. Sakharov, quien dio su opinión sobre las propuestas, el contenido científico de dicha nota de O. A. Lavrentiev era trivial. De hecho, contenía sólo una propuesta original de “absorción electrostática de la energía de partículas rápidas en un campo eléctrico moderador” para la selección de la potencia eléctrica de las reacciones nucleares llevadas a cabo en el volumen de “gas” (plasma) contenido por el campo electrostático. .
En su nota, O. A. Lavrentiev sugirió que el volumen en el que tienen lugar los procesos nucleares debería estar rodeado por dos capas conductoras (la capa interna es un cátodo de rejilla) a las que se aplica una diferencia de potencial de 0,5-1 MV. Según O. A. Lavrentiev, los núcleos cargados positivamente acelerados durante el curso de las reacciones nucleares, que vuelan a través de la red, deben caer en un campo eléctrico que se desacelera y ser devueltos sin pérdida de energía al volumen en el que tienen lugar los procesos nucleares, o alcanzar la capa exterior, creando en el circuito EMF.
En ausencia de otras pérdidas, la condición para mantener la reacción es el exceso de la energía liberada durante el curso de las reacciones nucleares sobre la energía absorbida por el sistema de dos capas.
Según O. A. Lavrentiev, dado que en esta situación las pérdidas de energía son proporcionales al área de las capas (golpes directos de los productos de las reacciones nucleares), y la energía liberada durante el curso de las reacciones nucleares es proporcional al volumen, es siempre es posible elegir dimensiones de instalación tales que con un consumo de energía constante del circuito externo se satisfaga la condición para mantener la reacción.
La propuesta de OA Lavrent'ev, sin embargo, no tuvo en cuenta las pérdidas de energía por radiación, así como la emisión de partículas neutras, que se llevan una fracción importante de la energía. También fue problemático en ese momento, e incluso ahora sigue siendo la viabilidad técnica de una solución estructural que proporcione estabilidad térmica a la malla interior.
Por razones históricas, los métodos propuestos de retención electrostática de productos de reacción nuclear para obtener energía eléctrica no recibieron un desarrollo prioritario en la ciencia soviética.
En el momento de la formulación de estas propuestas de tesis, O. A. Lavrentiev no tenía una educación superior y no poseía la base de conocimientos teóricos y, más aún, prácticos necesarios.
Después de la muerte de I. V. Stalin y la ejecución de L. P. Beria, habiendo perdido el patrocinio político, no logró desarrollar sus ideas de forma independiente en un proyecto a gran escala de importancia estatal, y A. D. Sakharov e I. E. Tamm estaban interesados en desarrollar sus propias ideas puramente magnéticas. confinamiento de plasma termonuclear, donde, como se vio después, hubo problemas objetivamente no menos técnicos y físicos.
Habiendo recibido una distribución después de graduarse de la Universidad Estatal de Moscú en el Instituto de Física y Tecnología de Kharkov de la Academia de Ciencias de la República Socialista Soviética de Ucrania, O. A. Lavrentiev continuó en el período 1953-1960, principalmente estudios experimentales de electrostática, así como magneto-electrostática. confinamiento de plasma termonuclear [3] .
El esquema de una trampa electrostática para plasma de alta temperatura con fines de fusión termonuclear industrial fue propuesto por O. A. Lavrentiev el 22 de junio de 1950, y una trampa electromagnética para plasma de alta temperatura en forma de trampa magnética abierta con bloqueo electrostático de Las ranuras magnéticas se propusieron en marzo de 1951.
Las publicaciones sobre estos temas en ucraniano se publicaron en el Diario de Física de Ucrania en 1963 [4] .
En una trampa electrostática simple, los iones de plasma son retenidos por un campo eléctrico externo aplicado entre una rejilla de cátodo esférico interno y un electrodo esférico externo, en cuya superficie se colocan fuentes de iones adicionales [5] .
Para aumentar el número de iones retenidos en la trampa electrostática, O. A. Lavrentiev propuso una modificación de la trampa electrostática con una polaridad cambiada, para lo cual consideró necesario garantizar fundamentalmente una esfericidad estricta del sistema ion-óptico y un enfoque esférico estricto de los flujos de iones y electrones inyectados en el sistema.
Un diagrama de una trampa electrostática simple con polaridad invertida, propuesta por O. A. Lavrentiev, se muestra en la fig. 1. En este dispositivo, se aplica un alto potencial positivo de 20-100 keV al electrodo interno - 2, que es un semicírculo doble. La cámara se vacía a alto vacío y luego se llena con gas de trabajo. Como resultado de enfocar los flujos de partículas cargadas, se forma un plasma denso a alta temperatura en el centro, lejos de la superficie de los electrodos. En el centro tienen lugar intensas reacciones termonucleares, y cerca de los electrodos, la densidad del plasma es muchos órdenes de magnitud menor y no debe exceder el valor límite determinado por la condición de una carga térmica moderada en los electrodos. Electrodo externo: 1 está hecho en forma de dos hemisferios con refrigeración por agua. Los datos sobre los parámetros operativos de la configuración no se dan en [5].
OA Lavrentiev presentó los siguientes supuestos teóricos sobre posibles procesos físicos en trampas electrostáticas simples con polaridad invertida.
El plasma termonuclear se forma en el centro del sistema como resultado de la concentración de corrientes de partículas cargadas. En tal plasma, bajo la condición de enfoque radial estricto y simetría esférica del sistema, pueden surgir electrodos virtuales (cátodos y ánodos). Tienen las propiedades de los electrodos reales, pero prácticamente no introducen pérdidas en los flujos de partículas cargadas que circulan por ellos.
Deben formarse electrodos virtuales en el espacio de deriva si la densidad de los flujos de partículas cargadas inyectados en el plasma es lo suficientemente alta. El primer electrodo virtual (ánodo) está formado en este sistema por una columna de plasma positivo de una descarga de gas incandescente que se produce entre el ánodo interno y el cátodo externo. Los electrones emitidos hacia el interior desde la superficie de la esfera, al atravesarla, deberían formar un segundo electrodo virtual (cátodo). Parte de los iones del ánodo virtual, al ser acelerados por el campo eléctrico entre el ánodo virtual y el cátodo virtual, deberían formar el tercer electrodo virtual (ánodo).
Fig.1 Una trampa electrostática simple. 1 - cátodo enfriado, 2 - ánodo.
Las partículas cargadas pueden acumularse entre los electrodos virtuales, así como entre los reales, amplificando el flujo inicial muchas veces.
En la trampa electrostática simple con polaridad invertida que se muestra en la Fig. 1, los electrodos virtuales no están distorsionados por la estructura de la rejilla, por lo que la cantidad de electrodos virtuales debería aumentar tanto con el aumento del tamaño del dispositivo como con el aumento del flujo de iones inyectados, pero con cada nuevo electrodo aumenta la densidad del plasma y, por tanto, la producción de neutrones de la fuente.
De hecho, la solución de la ecuación de Poisson da una curva oscilante para el potencial. Esto es evidente a partir de las siguientes consideraciones. Para un sistema de plasma de dos flujos en geometría esférica con coordenadas radiales r, la ecuación de Poisson para el potencial V es la siguiente (ρe y ρi son las densidades de carga de electrones e iones, respectivamente):
(1/r2)(d/r[r2(dV/dr))=4π(|ρe|-ρi), (1)
Si tomamos el potencial en el ánodo virtual como 0, entonces se sigue de la ecuación de conservación de energía:
½Mvi2=|eV(r)|, (2) ½mve2=e(V-V0), (3)
donde V0 es el potencial en el cátodo, M y m son las masas de iones y electrones, y e es la carga del electrón. Se sigue de la condición de conservación de la carga (es decir, i son las corrientes de electrones e iones, ve, i son las velocidades de iones y electrones):
es decir, i=4πr2ρe, ive, i, (4)
Normalicemos el radio y el potencial:
f(r)=V(r)/V0 , (5)
R=r/r0 , (6)
donde r0 es el radio del ánodo virtual, φ(r0)=0. Entonces la relación (1) se puede reescribir como:
d2ph/dR2+(2/R)(dph/dR)=(K+/R2)(ph-1/2-λ+(1-ph)-1/2), (7)
K+=Ii/|V0|3/2(M/2e)1/2=4πr2ρiФ1/2/|V0|, (8)
λ+=(Ie/Ii)(m/M)1/2, (9)
Figura 2. Gráfico estimado del potencial normalizado para K+=0.7, λ+=λ+max y K+=0.67, λ+=λ+max.
Los parámetros K+ y λ+ no son independientes debido a la necesidad de satisfacer las condiciones de contorno, y cada K+ corresponde a λ+max.
Fig. 3. Gráfico de localización de los parámetros K+ y λ+ determinados por las condiciones de contorno.
La suposición de un aumento en la densidad del plasma de confinamiento con un aumento en el número de electrodos virtuales se ilustra mediante el gráfico de la densidad iónica normalizada ρi= ρi (4πrс2/K+|V0|) que se muestra en la Fig.5.
Arroz. 5. Gráfico de la densidad iónica normalizada ρi en una trampa electrostática simple.
Cabe señalar que estas conclusiones son válidas para una situación en la que el movimiento de las partículas es estrictamente radial y el sistema es esféricamente simétrico.
En un sistema con enfoque esférico, debido al movimiento dirigido de los flujos de partículas hacia el centro, su densidad aumenta en 1/r2 hasta cierto radio r0, que caracteriza la precisión del enfoque esférico.
La energía liberada en las reacciones es proporcional al producto del volumen de plasma y el cuadrado de la densidad y crece como 1/r0 con enfoque mejorado.
Teniendo en cuenta la estimación empírica disponible, en el rango de energía que nos interesa 0<ε<150 kV, la dependencia de la sección transversal de la reacción de fusión que involucra deuterones σf(ε), medida en barn, de la energía del deuterón ε, medido en kV [6, Aleksandrovich E.-G. V., Sokovishin V. A., PTE, 1961, V.5, pág. 7-25]: σf(ε)=140∙exp{-44.4/ε1/2}/ε, podemos concluir que la velocidad de reacción nuclear <σfv> en un determinado rango de energía depende débilmente de r, entonces, partiendo del razonamiento de O. A. Lavrentiev, quien propuso promediar la potencia liberada en las reacciones de fusión sobre el radio r, obtenemos para este valor la siguiente relación: Pf=4πR3Ef<σfv>ni2(R/r0-1), donde R es el radio del esfera exterior, ni es la densidad media de iones, Ef es la energía de un solo acto de una reacción nuclear.
Argumentando que el grado de enfoque del flujo de iones depende de la calidad de la estructura del electrodo de la brecha de ánodo-cátodo de aceleración, así como de la dispersión de iones entre sí, y los métodos tecnológicos existentes para la formación de flujos de iones con baja divergencia (fuentes de iones de apertura múltiple) permiten minimizar la influencia de los parámetros geométricos de los elementos estructurales a insignificante, O. A. Lavrentiev llegó a la conclusión de que la mayor contribución al desenfoque de un haz de iones en un dispositivo electrostático ideal será realizado por la dispersión de Coulomb de partículas cargadas, que tiene el carácter de interacciones múltiples con desviación por ángulos pequeños, que se pueden tener en cuenta estadísticamente. El ángulo cuadrático medio promediado de la trayectoria de desviación de la partícula del movimiento exacto a lo largo de los radios se estima como .
Por lo tanto, dado que de la ley de conservación de la carga se deduce que nivi/n0maxv0=ro2/R2~<θ2>, donde vi y v0 son las velocidades térmicas de los iones en la periferia y en el centro del dispositivo, n0max es el plasma máximo alcanzable densidad en el centro de la trampa electrostática, y R>>r0, el valor de n0max con enfoque esférico de flujos de partículas cargadas limitado por la dispersión de Coulomb se obtiene de la siguiente manera: n0max~(Ti/T0)1/2E2/2πe4LlnΛ, donde Ti es la temperatura del plasma en la columna de descarga positiva, T0 es la temperatura del plasma dentro del área de enfoque.
Cabe señalar que en sus estimaciones, OA Lavrent'ev no asumió del todo correctamente que las temperaturas dentro de la región de enfoque y en el plasma de la columna positiva de la descarga eran iguales en orden de magnitud.
La estimación muestra que, en el caso ideal, cuando la dispersión de Coulomb hace la mayor contribución al desenfoque del haz de iones, la densidad del plasma en el centro será muchos órdenes de magnitud mayor que la densidad del plasma en la periferia. Es cierto que a tales densidades, la dispersión cinética del gas también será significativa, lo que tampoco se tiene en cuenta en la estimación anterior.
Los trabajos [3 y 4] fueron traducidos al inglés y sirvieron como una de las motivaciones para que R. L. Hersh realizara un experimento, incluida la prueba de las posiciones teóricas expresadas por O. A. Lavrentiev.
Volviendo a la disputa de prioridad, debe decirse que la parte estadounidense afirma [7, RL Hirsch, Inertial Electrostatic Confinement of Ionized Fusion Gases, Journal of Applied Physics, V. 38, No. 11, p. 4522-4534, 1967] que la existencia de un brillo localizado en el centro de un tubo multiplicador de electrones de alta frecuencia esféricamente simétrico evacuado a un alto vacío fue observado por primera vez por P. T. Farnsworth en 1934. El informe sobre la observación de este efecto no fue publicado; P. T. Farnsworth en una conversación privada le dijo a R. L. Hersh en 1964 sobre la observación de este efecto, vinculando este efecto con la posibilidad de formación dentro del ánodo hueco de flujos de electrones enfocados al centro de la cavidad asociada con el pozo de potencial de carga espacial, que retiene y acumula iones del gas de llenado. P. T. Farnsworth supuestamente propuso utilizar este efecto para confinar y acumular iones termonucleares en un pequeño volumen a mediados de la década de 1950. La primera publicación teórica, que estudiaba los problemas del enfoque esféricamente simétrico de flujos de iones y electrones en un sistema propuesto en comunicación privada por V. H. Wells en 1954 e independientemente, también en comunicación privada, por P. T. Farsworth en 1956, se publicó en EE.UU. en 1959 [8, WCWatson, Jl Elmore, KMTuck, On the Inertial-Electrostatic Confinement of a Plasma, The Physics of Fluids, V.2, No. 3, p. 239-246, 1959]. Los datos sobre el experimento de enfoque esféricamente simétrico de flujos de iones en una configuración desarrollada por R. L. Hersh [7] se publicaron en 1967.
Trampa magnética abierta con cierre electrostático de ranuras magnéticas
Las trampas magnéticas abiertas en sí mismas tienen una serie de ventajas: una alta relación permisible de presión de plasma a presión de campo magnético, estabilidad magnetohidrodinámica del plasma (en sistemas con el llamado "B mínimo"), la capacidad de operar en un modo estacionario y relativa simplicidad estructural.
En la versión más simple, dos bobinas coaxiales idénticas conectadas en la misma dirección crean una trampa magnética abierta. En este caso, el campo magnético entre las bobinas es algo más débil que en el plano de las bobinas, por lo que la parte central del campo queda encerrada entre dos "tapones" o "espejos" magnéticos, áreas con un campo mejorado. . La relación del campo en los espejos W al campo en la parte central de la trampa B0 se denomina comúnmente espejo o relación de espejos: α = Bm/B0.
En trampas magnéticas abiertas, también llamadas adiabáticas, el confinamiento a largo plazo de partículas cargadas se basa en la conservación de la invariante adiabática transversal: la relación entre la energía transversal de la partícula y la frecuencia de la rotación de Larmor, o un parámetro físico derivado de este valor. - el momento magnético del círculo de Larmor. Si no hay campo eléctrico, entonces cuando una partícula cargada se mueve en un campo magnético, su velocidad ν permanece constante (la fuerza de Lorentz, siendo perpendicular a ν, no realiza trabajo). Además, en un campo magnético fuerte, cuando el radio de Larmor ρ = v﬩/ωB (v﬩ es la componente de velocidad transversal con respecto a B, ωB = eV/mc es la frecuencia de Larmor, e es la carga de la partícula, m es su masa, c es la velocidad de la luz) es mucho menor que la longitud característica del cambio en el campo magnético, el valor también se conserva: μ=m v2﬩/2B.
Esta cantidad, que también tiene el significado del momento magnético del círculo de Larmor, es una invariante adiabática del movimiento cuasi-periódico.
Dado que μ = const, cuando la partícula cargada se acerca al espejo, la componente de velocidad transversal v﬩ aumenta, y como ν = const, la componente de velocidad longitudinal disminuye en este caso, y para α suficientemente grande puede desaparecer. En este caso, la partícula se reflejará en el espejo magnético.
Introduzcamos en consideración el ángulo θ, que está compuesto por el vector velocidad con la dirección del campo magnético B. Es igual a (π/2) - ψ, donde ψ es el llamado ángulo de paso o cabeceo. Es fácil ver que el espejo magnético refleja sólo aquellas partículas para las que se cumple lo siguiente en la parte central de la trampa: sen θ >α-1/2=(B0/Bm)1/2.
Todas las partículas con un ángulo θ menor que θ0 = arcsen [(B0/Bm)1/2] caen en el "cono prohibido" de direcciones y salen volando de la trampa. Por lo tanto, la trampa adiabática no retiene todas las partículas, sino solo aquellas que están dentro del cono de dirección permitido.
Las partículas retenidas por la trampa realizan oscilaciones relativamente rápidas entre los puntos de reflexión y, al mismo tiempo, se mueven lentamente de una línea de fuerza a otra, experimentando la llamada deriva magnética. La velocidad de esta deriva es del orden de vm ~ vp/R, donde ρ es el radio de Larmor y R es el radio de curvatura de la línea de campo.
Por lo tanto, las trampas magnéticas abiertas tienen una gran desventaja: una vida útil corta del plasma debido a sus grandes pérdidas a lo largo de las líneas de campo magnético en las ranuras magnéticas de la trampa.
Para reducir las pérdidas de plasma a través de las ranuras magnéticas, OA Lavrentiev propuso un método para el bloqueo electrostático de las ranuras magnéticas, que consiste en lo siguiente.
En la región del espacio magnético, el flujo de partículas cargadas está limitado en la dirección transversal por electrodos conectados a tierra, y detrás del espacio, el flujo está bloqueado por un electrodo cargado negativamente (o un sistema de electrodos).
A un potencial negativo lo suficientemente alto, los electrones se reflejan desde este electrodo (barrera de potencial negativo) de regreso a la trampa, de modo que la única forma de que los electrones se pierdan de la trampa es su difusión a través del campo magnético.
Como resultado, la vida útil de los electrones aumenta significativamente, se acumula una carga espacial negativa en la trampa y el plasma adquiere un potencial electrostático negativo.
Los iones salen de la trampa a través de ranuras magnéticas (hacia electrodos cargados negativamente), pero para igualar la tasa de pérdidas de iones y electrones en las ranuras magnéticas, se configuran automáticamente barreras de potencial positivo (ambipolar) para reducir la pérdida de iones de la trampa.
Sin embargo, para establecer una distribución similar a la de un pozo del potencial electrostático, es necesario que el tamaño transversal del flujo de partículas en la ranura no sea mucho mayor que el radio de apantallamiento de Debye.
De lo contrario, a mayor ancho de flujo, la barrera no aparece debido a la gran caída potencial en el espacio y los iones abandonan la trampa sin disminuir la velocidad.
La condición necesaria para la pequeñez del tamaño transversal de las ranuras magnéticas se puede cumplir más fácilmente para varias geometrías de ángulo agudo del campo magnético creado por un sistema de conductores con la dirección de corriente opuesta en conductores adyacentes (en celdas antiespejo o multipolos). ).
Tal combinación de un campo magnético de ángulo agudo con bloqueo electrostático de ranuras magnéticas se denomina "trampa electromagnética".
Así, en una trampa electromagnética, el componente electrónico del plasma es retenido por campos electrostáticos y magnéticos externos, mientras que el componente iónico es retenido por el campo electrostático de la carga espacial de electrones no compensados. En este caso, la vida útil del plasma en la trampa está determinada por la tasa de difusión de electrones a través del campo magnético, y la tasa de pérdida de iones se ajusta a la tasa de pérdida de electrones ajustando las barreras de potencial en los espacios magnéticos.
Junto con las ventajas mencionadas anteriormente, que son inherentes a toda la clase de trampas abiertas, una característica específica de las trampas electromagnéticas es la posibilidad de crear y calentar plasma mediante un método simple de inyección de flujos de electrones de alta energía (y, bajo ciertas condiciones, iones) a través de ranuras magnéticas. En este caso, el campo magnético de ángulo agudo con su región central de movimiento no adiabático de partículas asegura una captura eficiente de los flujos inyectados. Los electrones capturados producen la ionización del gas de trabajo y ceden parte de su energía al plasma frío. Tal inyección de "barrera" de electrones, producida a partir de un electrodo-cátodo de bloqueo con carga negativa, es la más eficiente energéticamente en comparación con todos los demás métodos de creación y calentamiento de plasma en trampas electromagnéticas. Esto se debe a que los electrones que regresan al electrodo-cátodo de bloqueo no toman energía de la trampa (salvo un pequeño “aditivo por encima de la barrera”), sino que la entregan al campo eléctrico. Dado que, simultáneamente con el escape de electrones a través de la barrera, estos son inyectados desde la barrera, el campo eléctrico transfiere la energía recibida de los electrones salientes directamente a los inyectados, devolviéndola al plasma sin pérdidas, es decir, se produce una recuperación de energía. La pérdida de energía por parte de los electrones está asociada únicamente con su difusión a través de un campo magnético.
La lógica del desarrollo de la investigación científica en curso, al final, llevó a O. A. Lavrentiev a la idea de trampas magnéticas abiertas de múltiples ranuras para plasma termonuclear con bloqueo electrostático de ranuras magnéticas [5, OALavrentiev, V. A. Sidorkin, V. P. Goncharenko, Yu S. Azovsky, S. A. Vdovin, "Investigación de una trampa electromagnética de múltiples rendijas", UFZh, 1974, volumen 19, número 8, p. 1277-1280].
El dispositivo IEC más famoso es el Farnsworth-Hirsch Fusor , descrito en 1967. [6] Consiste en dos rejillas conductoras de electricidad en espiral concéntricas ubicadas en una cámara de vacío. Se introduce una pequeña cantidad de combustible de fusión en la cámara, que es ionizado por el voltaje entre las rejillas. Los iones con carga positiva se aceleran hacia el centro de la cámara y puede producirse una reacción de fusión entre ellos.
Los fusores son lo suficientemente simples como para ser fabricados por aficionados o pequeños laboratorios. Los fusores son capaces de producir reacciones termonucleares, pero no pueden producir una cantidad significativa de energía. Son peligrosos de manejar porque usan alto voltaje y pueden emitir radiación (neutrones, rayos gamma, rayos x). Los fusores se utilizan como fuentes comerciales de neutrones, por ejemplo, bajo las marcas FusionStar y NSD-Fusion.
Existen varios proyectos para solucionar los principales problemas inherentes a los fusores. En el dispositivo original, algunos de los iones chocan con las rejillas, calentándolas y contaminando el plasma con iones pesados. Polywell utiliza campos magnéticos para crear un electrodo virtual. [7] Otro proyecto utiliza una trampa de Penning para capturar electrones . [8] . El tercer proyecto, MARBLE [9] , utiliza óptica electrostática para mantener los iones alejados de los conductores de la red.