Es oficial: ya se ha puesto en marcha el proyecto de una planta europea de fusión nuclear, con el objetivo de comercializar esta electricidad “limpia” en 2054. La primera fase, de cinco años de duración, estará dedicada a las principales decisiones tecnológicas que ayudarán a mover la energía de concepto a la explotación comercial. Se espera que la planta de demostración, denominada DEMO, proporcione entre 300 y 500 megavatios de potencia.
La investigación en el campo de la fusión nuclear va bien. Es, de hecho, una de las mejores soluciones previstas para producir energía sin emisiones de CO2 ni residuos radiactivos. Debido a que tiene recursos casi inagotables y no presenta riesgos (para los humanos o el medio ambiente), la fusión nuclear se considera una fuente de energía segura y sostenible. Muchos físicos están tratando de diseñar el reactor ideal capaz de producir más energía de la necesaria para iniciar y mantener la reacción de fusión.
registros, en términos de rendimiento y la vida útil del plasma, son cada vez más frecuentes, prueba de que nos estamos acercando cada vez más a la meta. La mayoría de los proyectos utilizan tokamaks, máquinas diseñadas para confinar el plasma en llamas mediante potentes imanes. La central eléctrica DEMO no será una excepción: también descansará sobre un tokamak y luego recogerá el calor de la reacción para convertirlo en electricidad. Pero aún es necesario definir muchos parámetros antes de considerar su construcción.
Un proyecto que reúne a unos 5.000 expertos de toda Europa
El consorcio de investigación EUROfusion reúne a unos 5000 expertos de toda Europa en torno al programa de I+D en fusión más grande y completo del mundo. A principios de este año, los investigadores de EUROfusion ya demostraron el potencial de la fusión estableciendo un récord mundial de 59 megajulios planta de energía de fusión en el Joint European Torus (JET) en Culham, Reino Unido, actualmente el tokamak más grande y poderoso del mundo.
Este reciente récord refuerza la credibilidad del proyecto ITER, actualmente en construcción en el sur de Francia -cuya primera producción de plasma está prevista para diciembre de 2025- y favorece también el desarrollo de la planta DEMO. JET, como todos los demás tokamaks existentes, sirve como una especie de banco de pruebas; son una oportunidad para probar diferentes materiales y dispositivos de contención para determinar la mejor manera de producir energía. Pero hasta ahora, nunca se ha logrado la “ganancia neta” en energía.
La planta deberá poder controlar y mantener el plasma durante mucho más tiempo que los experimentos realizados hasta ahora. Hasta entonces, quedan varios problemas por dilucidar, empezando por el cultivo de tritio, uno de los dos combustibles necesarios para la reacción. La fusión de deuterio y tritio (que son dos isótopos del hidrógeno) producirá un núcleo de helio y un neutrón. El deuterio se puede obtener del agua, por lo que es casi inagotable. El tritio se producirá durante la reacción de fusión, cuando el neutrones generada interactuará con los módulos de litio que cubren la cámara de vacío.
¡Todavía es necesario que los neutrones escapen del plasma para alcanzar las paredes del tokamak y que estas puedan resistir esta afluencia de neutrones! Esto también es válido no solo para la planta de demostración, sino también para todos los demás reactores de fusión como ITER. La forma del tokamak, ya sea alargada o esférica, también debe considerarse cuidadosamente.
Un estado del arte compartido con toda la comunidad científica
El equipo reunido en torno a DEMO presentó los resultados de su fase preconceptual (2014-2020) en un número especial de la revista Ingeniería y diseño de fusión. Así, comparte el estado del arte en el proyecto de plantas de demostración, a través de 25 publicaciones científicas en acceso abierto, revisado por pares. El diseño de los imanes, la elección de los materiales, la producción de tritio, la extracción de calor, la seguridad nuclear,… se cubren absolutamente todos los puntos críticos.
” Las actividades de diseño e I+D de DEMO en Europa se benefician enormemente de la experiencia adquirida durante el diseño, la concesión de licencias y la construcción de ITER subrayan Gianfranco Federici, Jefe del Departamento de Tecnología de Fusión de EUROfusion, y Tony Donné, Director del Programa EUROfusion. Sin embargo, ambos son un recordatorio de que las incertidumbres en la ciencia y la ingeniería de la fusión persistirán a lo largo de las fases de diseño e ingeniería.
Los dos investigadores también especifican que el trabajo DEMO no puede esperar a la finalización de ITER: “ Si los esfuerzos de diseño de ingeniería DEMO comienzan demasiado tiempo después de la entrega de ITER, se perderá una fuerza laboral altamente calificada y experimentada en otros sectores, con una inevitable fuga de cerebros y la pérdida de lecciones aprendidas. escriben al final de la serie de artículos, insistiendo en que los programas de educación y formación dedicados a la fusión nuclear serán esenciales para apoyar su desarrollo y despliegue.
Se espera que el diseño conceptual se complete en 2027, pero es poco probable que DEMO sea la primera planta de energía de fusión nuclear del mundo. De hecho, varias empresas privadas del sector, como energía tokamak y Primera fusión de luzen el Reino Unido prevén la puesta en marcha de una planta en la década de 2030. China anunció que el suyo Reactor de prueba de ingeniería de fusión de China (CFETR) producirá hasta 2 gigavatios cuando se complete alrededor de 2035. El Reino Unido también está listo para lanzar su primera planta de energía de fusión, llamado PASO (por Tokamak esférico para producción de energía), cuya construcción se completará alrededor de 2040.
Fuente: EUROfusión
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