{"id":133018,"date":"2016-05-03T10:26:07","date_gmt":"2016-05-03T09:26:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133018"},"modified":"2016-05-03T10:26:07","modified_gmt":"2016-05-03T09:26:07","slug":"fusion-nuclear-situacion-del-proyecto-iter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2016\/05\/03\/133018","title":{"rendered":"Fusi\u00f3n nuclear: situaci\u00f3n del proyecto ITER"},"content":{"rendered":"

ITER (\u201cEl Camino\u201d en lat\u00edn) es uno de los proyectos energ\u00e9ticos m\u00e1s ambiciosos actualmente en marcha en el mundo. En el sur de Francia, un grupo numeroso de naciones (China, Uni\u00f3n Europea, India, Corea, Rusia y EE.UU.) est\u00e1n colaborando para construir el mayor tokamak del mundo, un dispositivo de fusi\u00f3n por confinamiento magn\u00e9tico dise\u00f1ado para demostrar la viabilidad de la fusi\u00f3n a gran escala como fuente de energ\u00eda limpia (libre de carbono) basada en el mismo principio que alimenta a nuestro Sol y a las estrellas.<\/span><\/em><\/p>\n

Autor: Gabriel Morales, Universidad Rey Juan Carlos<\/strong><\/p>\n

PROYECTO ITER (<\/strong>http:\/\/www.iter.org\/<\/span><\/strong><\/a>)<\/strong><\/p>\n

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Objetivos<\/strong><\/p>\n

La cantidad de energ\u00eda de fusi\u00f3n que un sistema magn\u00e9tico toroidal \u201ctokamak\u201d es capaz de producir est\u00e1 directamente relacionada con el n\u00famero de reacciones de fusi\u00f3n que se produzcan en su n\u00facleo. Los cient\u00edficos saben que cuanto mayor sea el reactor, mayor ser\u00e1 el volumen del plasma y, por tanto, mayor ser\u00e1 el potencial de energ\u00eda de fusi\u00f3n. Con diez veces el volumen de plasma de la mayor m\u00e1quina en operaci\u00f3n actualmente, el Tokamak del ITER ser\u00e1 una herramienta experimental \u00fanica, capaz de obtener plasmas de mayor duraci\u00f3n con un mejor confinamiento. La m\u00e1quina se ha dise\u00f1ado espec\u00edficamente para:<\/p>\n

1) Producir 500 MW de potencia de fusi\u00f3n en pulsos d<\/em>e 400 s.<\/em><\/p>\n

El record actual de potencia de fusi\u00f3n lo tiene el tokamak europeo JET. En 1997, el JET produjo 16 MW de potencia de fusi\u00f3n para una potencia de entrada total de 24 MW (Q=0,67). ITER se ha dise\u00f1ado para producir un retorno de energ\u00eda de Q=10, o 500 MW de potencia de fusi\u00f3n a partir de 50 MW de potencia de entrada, en pulsos de larga duraci\u00f3n (400-600 s). Ser\u00e1 el primer experimento de fusi\u00f3n en la historia en producir energ\u00eda neta. ITER no capturar\u00e1 la energ\u00eda que produzca en forma de electricidad, su objetivo es facilitar los primeros experimentos de fusi\u00f3n con producci\u00f3n neta de energ\u00eda que a su vez servir\u00e1n para preparar el camino a la m\u00e1quina que pueda hacerlo.<\/p>\n

2) Demostrar la operaci\u00f3n integrada de tecnolog\u00edas para una planta de energ\u00eda de fusi\u00f3n<\/em><\/p>\n

ITER ser\u00e1 el eslab\u00f3n entre los dispositivos actuales de fusi\u00f3n a escala experimental (m\u00e1s peque\u00f1a) y las futuras centrales de fusi\u00f3n de demostraci\u00f3n. Los cient\u00edficos ser\u00e1n capaces de estudiar plasmas en condiciones similares a las esperadas en una futura central, y podr\u00e1n evaluar de forma integrada tecnolog\u00edas relativas al calentamiento, control y diagnosis de plasma, criog\u00e9nesis y mantenimiento remoto.<\/p>\n

3) Alcanzar un plasma de deuterio-tritio en el que la reacci\u00f3n se sostenga internamente<\/em><\/p>\n

Actualmente, la investigaci\u00f3n en fusi\u00f3n se encuentra en el umbral de explorar plasmas en ignici\u00f3n \u2013aquellos en los que el calor de la reacci\u00f3n de fusi\u00f3n queda confinado dentro del plasma de forma suficientemente eficiente para alcanzar una larga duraci\u00f3n. Los cient\u00edficos conf\u00edan en que los plasmas del ITER no solo producir\u00e1n mucha m\u00e1s potencia de fusi\u00f3n, sino que adem\u00e1s permanecer\u00e1 estable durante periodos de tiempo m\u00e1s largos.<\/p>\n

4) Probar la producci\u00f3n in situ de tritio<\/em><\/p>\n

Una de las misiones de las etapas finales de la operaci\u00f3n del ITER es demostrar la viabilidad de producir tritio en el interior de la vasija de vac\u00edo. El suministro mundial de tritio (usado junto al deuterio como combustibles de la reacci\u00f3n de fusi\u00f3n) no es suficiente para cubrir las necesidades de las futuras centrales de fusi\u00f3n. ITER proporcionar\u00e1 una oportunidad \u00fanica de evaluar experimentalmente las planchas de producci\u00f3n de tritio in situ en un entorno de fusi\u00f3n real.<\/p>\n

5) Demostrar las caracter\u00edsticas de seguridad de un dispositivo de fusi\u00f3n<\/em><\/p>\n

En 2012, cuando la organizaci\u00f3n del ITERobtuvo la licencia como operador nuclear en Francia, el dispositivo de fusi\u00f3n ITER se convirti\u00f3 en el primero a nivel mundial en haber superado con \u00e9xito este riguroso examen de seguridad. Una de las metas principales de la operaci\u00f3n del ITER es demostrar el control del plasma y de las reacciones de fusi\u00f3n con consecuencias insignificantes sobre el entorno.<\/p>\n

Fases del proyecto<\/strong><\/p>\n

La construcci\u00f3n de la instalaci\u00f3n cient\u00edfica ITER en St-Paul-lez-Durance, Francia, comenz\u00f3 en 2010 y se espera que dure unos diez a\u00f1os. En paralelo, se est\u00e1 llevando a cabo la fabricaci\u00f3n de los componentes de la m\u00e1quina ITER en los diferentes pa\u00edses participantes en el proyecto, habi\u00e9ndose recibido ya env\u00edos de componentes finalizados desde mediados de 2014.<\/p>\n

Una vez que se pueda acceder al edificio del Tokamak, comenzar\u00e1 la instalaci\u00f3n de la m\u00e1quina ITER. La fase de montaje del ITER, que incluye la instalaci\u00f3n de la m\u00e1quina principal y la instalaci\u00f3n de todos los sistemas auxiliares, continuar\u00e1 con una fase de comisionado para asegurar que todos los sistemas operan al\u00a0un\u00edsono. El comisionado finalizar\u00e1 con la producci\u00f3n del Primer Plasma.<\/p>\n

Se espera que la fase operativa del ITER se extienda durante 20 a\u00f1os: en primer lugar se ha planificado un periodo de varios a\u00f1os de \u201cpuesta a punto\u201d de operaci\u00f3n con hidr\u00f3geno puro, en el que la m\u00e1quina permanecer\u00e1 accesible para reparaciones, y donde se probar\u00e1n los reg\u00edmenes f\u00edsicos con mayor potencial. Esta fase dar\u00e1 paso a otra de operaci\u00f3n con deuterio y peque\u00f1as cantidades de tritio para evaluar las provisiones de apantallamiento de pared. Finalmente, los cient\u00edficos lanzar\u00e1n una tercera fase con operaciones de frecuencia creciente con mezclas equivalentes de deuterio y tritio, a m\u00e1xima potencia de fusi\u00f3n.<\/p>\n

\u00bfY despu\u00e9s del ITER?<\/strong><\/span><\/p>\n

D\u00e9cadas de investigaci\u00f3n en fusi\u00f3n y varias generaciones de dispositivos de fusi\u00f3n han contribuido al dise\u00f1o del ITER. Y el ITER, a su vez, contribuir\u00e1 al dise\u00f1o de la siguiente generaci\u00f3n de m\u00e1quinas \u2013DEMO\u2013 que llevar\u00e1 la investigaci\u00f3n de fusi\u00f3n al umbral de un prototipo de reactor de fusi\u00f3n.<\/span><\/p>\n

El conocimiento y la experiencia adquiridos durante la exploraci\u00f3n de los plasmas calientes del ITER se usar\u00e1 para concebir la m\u00e1quina que explorar\u00e1 la operaci\u00f3n en continuo o casi continuo (estado estacionario) y probar\u00e1n la producci\u00f3n a gran escala de electricidad y la autosuficiencia del combustible de tritio. El t\u00e9rmino DEMO describe m\u00e1s una fase que una m\u00e1quina en particular. De momento, los diferentes pa\u00edses miembros del proyecto ITER est\u00e1n considerando varios proyectos DEMO conceptuales, siendo a\u00fan demasiado pronto para decir si DEMO ser\u00e1 un proyecto de colaboraci\u00f3n internacional como ITER, o si estar\u00e1 constituido por una serie de proyectos nacionales. Pero s\u00ed que existe consenso en cuanto al plazo para la fase DEMO de investigaci\u00f3n en fusi\u00f3n: la planificaci\u00f3n, ya en marcha, deber\u00eda continuar durante los primeros a\u00f1os de operaci\u00f3n del ITER para beneficiarse del retorno de los experimentos realizados en \u00e9l. Se prev\u00e9 que la construcci\u00f3n comience en la d\u00e9cada de 2030, y la operaci\u00f3n en la de 2040. Por ejemplo, ya hay en marcha un proyecto DEMO en Corea: el proyecto K-DEMO, un tokamak con un radio mayor de 6,65 m (en comparaci\u00f3n con los 6,21 m del ITER).<\/span><\/p>\n

DEMO es la m\u00e1quina que abordar\u00e1 las cuestiones tecnol\u00f3gicas para llevar la energ\u00eda de fusi\u00f3n a la red el\u00e9ctrica. Las principales metas de la fase DEMO son la exploraci\u00f3n de la operaci\u00f3n continua (estado estacionario), la investigaci\u00f3n de sistema de captura de energ\u00eda eficientes, el logro de una producci\u00f3n neta de potencia en el rango de Q=30-50, y la producci\u00f3n in situ de tritio (dentro del reactor). DEMO ser\u00e1 una m\u00e1quina m\u00e1s sencilla que ITER, con menos sistemas de diagn\u00f3stico y un dise\u00f1o m\u00e1s dirigido a la captura de energ\u00eda que a la exploraci\u00f3n de los reg\u00edmenes de plasma.<\/span><\/p>\n

Con ITER en construcci\u00f3n y DEMO en su fase conceptual, se han planeado otras instalaciones con caracter\u00edsticas y objetivos diversos para llevar a cabo investigaciones y desarrollos complementarios en las \u00e1reas de materiales avanzados, auto-suficiencia de tritio y aprovechamiento t\u00e9rmico. En Jap\u00f3n, por ejemplo, ha comenzado la fase de validaci\u00f3n de ingenier\u00eda del programa \u201cInternational Fusion Materials Irradiation Facility<\/em>\u201d (IFMIF). Esta instalaci\u00f3n evaluar\u00e1 y caracterizar\u00e1 los materiales avanzados necesarios para una planta de fusi\u00f3n de escala comercial.<\/span><\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de DEMO, la etapa final para producir energ\u00eda de fusi\u00f3n ser\u00e1 la construcci\u00f3n de un reactor prototipo, completamente optimizado para producir electricidad de forma competitiva. El calendario para dicho prototipo depende enormemente de la voluntad pol\u00edtica para alcanzar esta etapa, pero la mayor parte de los pron\u00f3sticos ubican esta fase de desarrollo de la energ\u00eda de fusi\u00f3n a mitad de siglo.<\/span><\/p>\n

Construcci\u00f3n del ITER<\/strong><\/span><\/p>\n

La construcci\u00f3n comenz\u00f3 en 2010, con el edificio del Tokamak como elemento central. Actualmente sigue la construcci\u00f3n en un emplazamiento de 180 hect\u00e1reas al sur de Francia. Se est\u00e1 construyendo un total de treinta y nueve edificios y \u00e1reas t\u00e9cnicas, que albergar\u00e1n el Tokamak y todos sistemas auxiliares. El coraz\u00f3n de la instalaci\u00f3n \u2013el edificio del Tokamak es una estructura de siete plantas de hormig\u00f3n reforzado que se asentar\u00e1 13 metros por debajo del nivel del suelo y tendr\u00e1 una elevaci\u00f3n de 60 m. El montaje previo de los componentes del Tokamak se realizar\u00e1 en el adyacente \u201cAssembly Hall\u201d. Otros edificios auxiliares pr\u00f3ximos al edificio del Tokamak incluyen las torres de refrigeraci\u00f3n, las instalaciones el\u00e9ctricas, una sal de control, instalaciones de tratamiento de residuos, y la planta criog\u00e9nica que proporcionar\u00e1 helio l\u00edquido para enfriar los imanes del ITER.<\/span><\/p>\n

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Se necesitar\u00e1n al menos cuatro a\u00f1os y m\u00e1s de 2.300 trabajadores para completar los elementos principales. En ese momento, los edificios se entregar\u00e1n a la Organizaci\u00f3n ITER para comenzar el trabajo de integraci\u00f3n y montaje. El montaje con \u00e9xito de los m\u00e1s de un mill\u00f3n de componentes (diez millones de partes), construidos en las f\u00e1bricas de los miembros del proyecto por todo el mundo y transportados al emplazamiento del ITER, constituye un tremendo reto, tanto desde el punto de vista log\u00edstico como de ingenier\u00eda. Aproximadamente 2.000 personas participar\u00e1n en el montaje.<\/span><\/p>\n

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En las oficinas de ITER de todo el mundo, se ha orquestado y coordinado al detalle la secuencia exacta del calendario de montaje e instalaci\u00f3n. Los primeros componentes de gran tama\u00f1o han comenzado a llevar a Francia en 2015.<\/span><\/p>\n

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\u00bfRetrasos en el proyecto?<\/span><\/strong><\/p>\n

El Primer Plasma y la posterior operaci\u00f3n a plena potencia con deuterio-tritio est\u00e1n programados originalmente para 2020 y 2027. Sin embargo, el proyecto va con retraso, principalmente debido al incremento de costes y a la reducci\u00f3n de presupuesto en varios miembros participantes en los \u00faltimos a\u00f1os. Actualmente se est\u00e1 realizando una auditor\u00eda independiente para certificar los plazos y costes reales, que ser\u00e1 publicada en junio de 2016. En funci\u00f3n del resultado de este an\u00e1lisis los diferentes pa\u00edses miembros actualizar\u00e1n sus compromisos con el proyecto. Cabe destacar en este sentido las presiones pol\u00edticas que se est\u00e1n produciendo en EE.UU. en relaci\u00f3n a su apoyo al proyecto internacional.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

ITER (\u201cEl Camino\u201d en lat\u00edn) es uno de los proyectos energ\u00e9ticos m\u00e1s ambiciosos actualmente en marcha en el mundo. En el sur de Francia, un grupo numeroso de naciones (China, Uni\u00f3n Europea, India, Corea, Rusia y EE.UU.) est\u00e1n colaborando para construir el mayor tokamak del mundo, un dispositivo de fusi\u00f3n por confinamiento magn\u00e9tico dise\u00f1ado para demostrar la viabilidad de la fusi\u00f3n a gran escala como fuente de energ\u00eda limpia (libre de carbono) basada en el mismo principio que alimenta a nuestro Sol y a las estrellas. Autor: Gabriel Morales, Universidad Rey Juan Carlos PROYECTO ITER (http:\/\/www.iter.org\/) Objetivos La cantidad de\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,543,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133018"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133018"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133018\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133028,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133018\/revisions\/133028"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133018"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133018"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133018"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}