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CIEMAT participa en el curso de verano de la UCM "La energía del futuro: Retos de la fusión nuclear"
La Universidad Complutense de Madrid (UCM) organizó el curso "La Energía del Futuro: Retos de la Fusión Nuclear" con el patrocinio de TechnoFusión, IDOM y Empresarios Agrupados. En este curso, que tuvo lugar los pasados 12 y 13 de julio de 2021 en la sede de San Lorenzo de El Escorial en el marco de los cursos de verano de la UCM, participaron, además del Director General del CIEMAT, Carlos Alejaldre, y el Director del Laboratorio Nacional de Fusión Nuclear, Joaquín Sánchez, otros dos investigadores de este: Ángel Ibarra, Director de la División de Tecnologías para la Fusión y Director de la Propuesta de España para albergar el proyecto IFMIF-DONES, y David Rapisarda, científico del CIEMAT y Coordinador de grupo de trabajo en EUROFUSION para el desarrollo de envolturas en DEMO.
Como se puede leer en la web del curso sobre la necesidad del mismo en relación con la energía de Fusión, es "Un conocimiento que es reconocido como necesidad para nuestro futuro energético por la International Atomic Energy Agency (IAEA)", y, así mismo, se requieren profesionales que puedan resolver los retos que plantea. La iniciativa de este curso proviene del Consorcio denominado TechnoFusión, que es un proyecto de Investigación de la Comunidad de Madrid en el que participan el CIEMAT, la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad Politécnica de Madrid, la Universidad Autónoma de Madrid, la Universidad Carlos III, la Universidad Nacional de Educación a Distancia y el CSIC. El Proyecto se centra en la coordinación de actividades de investigación en tecnologías de Fusión Nuclear como fuente futura de generación de energía eléctrica.
José Manuel Perlado Martín, Director del curso, presentó a Ángel Ibarra, quien expuso su ponencia "IFMIF-DONES: International Neutron Source for Neutron Irradiation of Fusion Materials; what we need for final materials assessment", incidiendo en la importancia de que España albergue la instalación IFMIF-DONES. Comenzó el ponente con una introducción sobre la estrategia de la Unión Europea en relación con la energía de Fusión, mencionando los tres hitos destacados:JET (Joint European Torus), ITER (IInternational Thermonuclear Experimental Reactor) y DEMO (Demonstration Power Plant); actualmente ITER se está construyendo en Cadarache (Francia). Comentó también las distintas líneas de investigación (tokamak y stellarator) y la investigación sobre los retos planteados por las distintas tecnologías, los materiales, la física del plasma, etc.
Ángel Ibarra hizo también una referencia a los daños por radiación, así como a la transmutación, tanto primarios como efectos "macroscópicos" que introducen cambios en las propiedades mecánicas y físicas de algunos de los componentes que integran el diseño de las máquinas de fusión y las consecuencias de estos cambios.
El ponente dedicó parte de su tiempo a introducir la necesidad de la futura instalación IFMIF-DONES, un acelerador de partículas. El objetivo del proyecto IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility - DEMO-Oriented Neutron Source) es la construcción de una fuente de neutrones que permita el desarrollo y validaciólíquido (PbLi) y agua como refrigerante. A continuación presentó el programa español sobre breeding blankets, basado en un diseño de doble refrigerante, el DCLL (Dual Coolant Lithium Lead), y que dio pie a presentar aquellos aspectos tecnológicos que a día de hoy no han sido resueltos y que son clave para el desarrollo final de los blankets. En particular, el CIEMAT participa en actividades de magnetohidrodinámica (interacción del campo magnético con el metal líquido), corrosión debida al metal líquido, permeación de tritio a través de los materiales, extracción de tritio para autoabastecimiento...
Finalmente, el ponente realizó una breve exposición sobre el Laboratorio de Metales Líquidos para fusión que se está implementando en CIEMAT desde hace unos años, y que consta de diferentes infraestructuras (CLIPPER, CiCLo, LYDER, ...) y experimentos.
Enlace al programa del curso (y otra información del mismo).
David Rapisarda intervino con la ponencia titulada "European Breeding Blanket designs for DEMO: tritium breeding, heat extraction, materials assessment, and radioactiviy", tras su presentación por parte del director del curso. El objetivo de su charla fue proporcionar una idea clara sobre el breeding blanket y los diferentes tipos que se están estudiando actualmente en Europa. El blanket se considera un componente "clave" en los diseños de los reactores de fusión, ya que sus funciones principales son, de una parte, extraer la potencia del reactor (mediante la absorción de la energía de los neutrones de fusión) para la producción de electricidad; y de otra, asegurar el autoabastecimiento de combustible (producción de tritio). Además, este componente impide que se escapen neutrones de alta energía fuera de la cámara que contiene el combustible, protegiendo partes tan sensibles a la radiación como los imanes superconductores.
El ponente se detuvo en cómo obtener el tritio mediante reacciones con compuestos de litio, destacando cómo en el campo de la energía de fusión el breeding blanket es uno de los componentes más complejos y uno de los principales retos a solventar en los próximos años. Actualmente, en Europa se están barajando diferentes conceptos de blanket basados en distintos materiales regeneradores de tritio y refrigerantes. Así, ITER albergará unos prototipos de blanket con el fin de identificar las tecnologías más prometedoras, que serán la base para el diseño de DEMO.
El ponente presentó los conceptos de blanket que se están considerando en Europa: el HCPB (Helium Cooled Pebble Bed), que emplea un compuesto sólido de litio (Li4SiO4) como regenerador de tritio y helio como refrigerante; y el WCLL (Water Cooled Lithium Lead), que emplea un regenerador basado en un metal