El diseño de una futura planta de energía de fusión de demostración (DEMO) fue el tema de discusión en un taller del OIEA celebrado en Rusia, a principios de este mes. Actualmente, los investigadores están desarrollando diferentes conceptos para una DEMO, que debería demostrar que la energía de fusión se puede utilizar para generar electricidad de manera segura, consistente y confiable.
La investigación de Fusion tiene como objetivo aprovechar la energía generada por la fusión de los núcleos de luz, un proceso comparable a la producción de energía de las estrellas. Tiene la promesa de una energía abundante, segura y libre de carbono. Un DEMO representa un paso importante entre ITER , un megaproyecto internacional de investigación e ingeniería de fusión nuclear que actualmente es el experimento de fusión más grande del mundo, y cualquier futura planta de energía piloto de fusión. ITER no está destinado a generar electricidad. Más bien demostrará por primera vez la producción neta de energía de fusión, lo que significa que para 50 MW de potencia de calentamiento inyectada producirá 500 MW de potencia térmica de fusión. Una futura planta piloto de Fusion Power debe hacer realidad la visión de la producción comercial de electricidad a gran escala.
«Los desarrollos científicos y tecnológicos de las tecnologías para una DEMO necesitan coordinación y colaboración internacional», dijo Elizabeth Surrey, jefa de tecnología de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido y presidenta del taller. «El Taller del Programa DEMO del OIEA allana el camino para una hoja de ruta común para lograr la energía de fusión para la producción de electricidad».
Alrededor de 60 expertos de 14 países, la organización Fusion for Energy de la Unión Europea y la Organización ITER participaron en el taller. También visitaron el Instituto Kurchatov, donde se construyó el primer recipiente para un experimento de fusión, el T-10 tokamak en 1958.
El desarrollo de una DEMO enfrenta una multitud de desafíos que van más allá de las soluciones que ofrece ITER. ITER, que se espera esté operativo para 2025, producirá reacciones de fusión controladas en pulsos largos, cada una de las cuales durará unos pocos cientos de segundos .
El diseño DEMO debe permitir una operación continua o casi continua. En una DEMO, la contención necesita mantener el plasma en su lugar, mientras mantiene su densidad a temperaturas aún más altas que en ITER. Evitar interrupciones en el plasma y mantenerlo estable durante períodos prolongados presenta otro desafío importante.
«La presencia de los principales representantes de la comunidad internacional de fusión y el enfoque práctico en la estabilidad del plasma, las ciencias de los materiales y el impacto de las condiciones operativas hacen que el taller de este año sea nuevamente extremadamente valioso», agregó Surrey.
No hay una sola definición o diseño para una central eléctrica DEMO: diferentes grupos de investigadores persiguen diferentes enfoques. Pero estos tienen mucho en común: una máquina DEMO debe ser un reactor tokamak que use Deuterio y Tritio como combustible y debe ser una máquina más avanzada que ITER.
En tal tokomak, el combustible se calienta a más de cien millones de grados. El resultado es un plasma que consiste en electrones e iones que se mueven libremente. En estas condiciones extremas, los núcleos atómicos cargados positivamente se fusionan y liberan energía. Si bien estos núcleos están confinados por los imanes de tokomak y mantienen el calentamiento del plasma, los neutrones se llevan el 80 por ciento de la energía. Estos neutrones energéticos golpean las paredes del reactor, o «mantas», y su energía se puede utilizar para la producción de electricidad.
Durante la serie de talleres del OIEA, que tiene lugar cada dos años, se discuten los principales desafíos científicos y técnicos de una DEMO y se analizan programas, tareas y diversos cursos de acción posibles. Aunque cada país puede tener prioridades de investigación individuales, el objetivo de los talleres es coordinar esfuerzos mutuamente beneficiosos y facilitar la colaboración internacional.
Toda la información relacionada con el 6º Taller del Programa DEMO del OIEA, incluidas las presentaciones, se puede encontrar aquí .
Fuente OIEA.
