Mostrando entradas con la etiqueta fusion. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta fusion. Mostrar todas las entradas

jueves, abril 05, 2007

ESPAÑA: Dos empresas guipuzcoanas trabajan en un reactor nuclear inspirado en el Sol

Dos empresas guipuzcoanas, Inasmet y Jema, y dos vizcaínas, Ingeniería Sener e Iberdrola, son los cuatro representantes vascos que trabajan en el faraónico proyecto internacional Iter (Reactor Internacional Termonuclear Experimental), una de las iniciativas más importantes y costosas llevadas a cabo nunca y que cuenta por primera vez con la participación conjunta de todas las grandes potencias mundiales (UE, China, EEUU, India, Japón, Corea del Sur y Rusia).

El Iter se instalará en un terreno de 180 hectáreas de Cadarache, al sur de Francia, con la intención de obtener un reactor de fusión (no de fisión, actual sistema de las centrales nucleares y la bomba atómica) que quiere reproducir en la Tierra el proceso que se desarrolla en el Sol, donde los átomos de hidrógeno se unen para crear otros más grandes, en un proceso que se realiza a una altísima temperatura y del que se desprende mucha energía.

La intención es recurrir a materias primas de fácil acceso en todo el planeta, como el deuterio (o hidrógeno pesado) y el tritio, que se puede extraer del agua del mar, en lugar de uranio. En el reactor se procederá a la mezcla de ambos elementos, que dará lugar a una sustancia gaseosa que se calentará a una temperatura de unos cien millones de grados. La reacción de fusión producirá helio a alta temperatura que recalentará un plasma, confinado en la instalación.

Así, los científicos podrán estudiar la cantidad de energía generada por el plasma bajo la forma de neutrones, e intentar comprender los procesos de física atómica y de los materiales generados. La colaboración entre los siete socios se deriva de la constatación de que las energías fósiles (petróleo, gas, carbón) son perecederas y contaminantes, y las dos primeras desaparecerán este siglo.

la coordinación de inasmet El mayor proyecto mundial de investigación tiene alma vasca. Inasmet participa en Iter a través de la plataforma tecnológica de fusión, "una organización cuyo objetivo es coordinar y mejorar el posicionamiento de las empresas del Estado como proveedores de equipamiento para Iter y otros proyectos parecidos que ya están funcionando en todo el mundo", explica Iñaki Azcarate, director de la Unidad de Energía y Medio Ambiente de Inasmet.

A su juicio, la importancia del proyecto Iter radica en "construir un prototipo en el que se valide la tecnología de la fusión nuclear como modo de obtención de energía eléctrica en el futuro y su viabilidad industrial y, de salir todo correctamente, también comercial". Sería una tecnología nuclear, pero no como la actual que funciona en las centrales nucleares, basadas en la fisión.

La fisión es la rotura de un átomo en otros átomos inferiores en tamaño y peso tras ser bombardeado por un neutrón. La alternativa que pretende demostrar Iter está basada en la fusión, que consiste en el proceso contrario, que es unir dos átomos para obtener otro con un gran desprendimiento de energía.

A juicio de Azcarate, "la fusión tiene unas ventajas evidentes y directas que se basan fundamentalmente en la no producción de residuos radioactivos. Respecto a la seguridad, las centrales actuales ya están suficientemente desarrolladas".

El último gran accidente que hubo fue el de Chernobil, pero fue producto de una serie de malfuncionamientos, incluso a voluntad de los operarios que lo manejaban. "Se saltaron una serie de etapas de seguridad para hacer una prueba de funcionamiento en un régimen diferente, y aquello se descontroló sin que pudieran actuar los mecanismos de seguridad porque en cierto modo los habían desconectado. Aparte que era una central de un diseño antiguo que ya no queda en ningún otro lugar del mundo", explica Azcarate.

residuos Donde sí radica el problema fundamental en las centrales nucleares actuales es en la gestión de los residuos radiactivos. Cuando una central se cierra deja unas instalaciones muy contaminadas por la radiactividad, y ese material hay que tratarlo adecuadamente. "Pero la parte que más preocupa es el combustible agotado, porque tiene un nivel radiactivo muy alto y hay que someterlo a un procedimiento de tratamiento y gestión", asegura.

Según Azcarate, "hay soluciones para ello, pero el hecho de que tengan una vida tan larga introduce dudas sobre la eficacia de las tecnologías que se proponen para su tratamiento (la mayoría se basan en enterrarlos en yacimientos geológicos profundos con unas barreras de protección, de manera que los residuos quedan aislados de la biosfera). Esas tecnologías se están probando experimentalmente en algunos países, pero hay mucho rechazo social".

poca contaminación Por el contrario, las centrales nucleares por fusión no generan estos residuos, no hay un combustible como el uranio, que es el que después de que se agota sigue teniendo un nivel radiactivo alto. "Hay una pequeña cantidad de material que sí va a constituir un cierto residuo radiactivo aunque no tiene nada que ver con los de las otras centrales, y la energía producida y su calidad es similar", dice.

La reacción que se va a aprovechar y que se va a estudiar en el proyecto Iter se consigue mediante el confinamiento magnético de los átomos en un entorno en el que se propician temperaturas elevadas, y es aquí donde entra la participación de Inasmet, ya que los materiales necesarios para que estas condiciones se produzcan son muy especiales y resistentes a todas estas condiciones, "y nosotros nos encargamos de orientar a las empresas para que puedan desarrollar productos que lo consigan", explica Azcarate.

"Nuestra participación en la plataforma consiste en la coordinación de los diversos grupos industriales que trabajan en diferentes tecnologías, porque para poner en marcha una instalación del tipo Iter hace falta una gran diversidad de proveedores distintos. Inasmet da apoyo en todas esas tecnologías a las empresas y mejoramos en lo posible su capacitación para que puedan estar al nivel de las exigencias que requiere ser proveedor de equipamiento para unas instalaciones tan sofisticadas como éstas", subraya Azcarate.

Tal y como indica, en la plataforma tecnológica de fusión hay varios grupos, como el gestor que coordina Inasmet, el cual ha aunado a las empresas que pueden ser proveedoras de diferentes equipamientos en función de la tecnología que maneje cada una de ellas: vacío, eletrónica de potencia o de control, mecánica, electromecánica, manipulación remota, criogénica, superconductores, imanes, materiales y procesos especiales, software, instrumentación de control, ingeniería civil para la construcción de obra para la contención del edificio, ingeniería eléctrica, seguridad, etcétera.

plazos A juicio de Azcarate, los plazos van a ser muy largos: "No es seguro, pero durante 2008 tienen que empezar los procesos de preparación del terreno, edificación e instalación". El reactor se terminará en diez años, con un coste estimado en unos 4.570 millones de euros, de los que la UE aportará el 50%, y los otros seis socios el 10% cada uno, de manera que sobrará dinero para que haya una reserva en caso necesario. La explotación del reactor se desarrollará durante veinte años, con un coste de 4.800 millones de euros, de los que los europeos financiarán el 34% y los seis socios, un 11% cada uno.

fisión y fusión Para que quede claro, las bombas, los reactores actuales de fisión y los futuros reactores de fusión, si llega a haberlos, son caras distintas de un mismo principio: la conversión de materia en energía, que parte de una de las fórmulas magistrales de Einstein. En el horno nuclear del interior del Sol, dos átomos de hidrógeno se fusionan y dan lugar a un solo átomo de helio; éste tiene menos masa que la suma de los dos iniciales, así que la masa que falta se transforma en energía. Ésa es la energía nuclear de fusión. Es la que funciona en la bomba de hidrógeno y la que deberá funcionar, de manera controlada, en un futuro reactor de fusión.

Pero también está el fenómeno contrario, la fisión. Cuando un núcleo atómico se parte en fracciones que, sumadas, dan menos masa que el núcleo original, también se libera energía. Eso ocurre en los reactores nucleares actuales y en la bomba atómica, pero ahí quedan residuos.

Noticias de Gipuzkoa

martes, abril 03, 2007

TECH: Importante avance para la obtención de la energía de fusión

by Vanessa Marsh
Ingenieros norteamericanos acaban de realizar un paso fundamental para alcanzar la energía de fusión. Han conseguido que el reactor experimental para fusión por confinamiento magnético, situado en la Universidad de Wisconsin desde 1999 y conocido por las siglas HSX, pierda menos energía en el momento de alcanzar las altas temperaturas necesarias para la fusión. El HSX es una síntesis de los dos reactores de fusión, el Tokamak y el Stellarator, y aúna las mejores propiedades de los dos. Es, por tanto, un stellarator más estable y un tokamak más eficiente energéticamente, capaz de obtener energía de fusión de forma económica, según sus creadores. El próximo paso será comprobar si los principios del HSX pueden aplicarse a los generadores de energía de fusión.

Ingenieros de la universidad norteamericana de Wisconsin-Madison han conseguido realizar un paso fundamental para alcanzar la llamada energía de fusión, que es la energía liberada en una reacción de fusión nuclear, y que puede suponer la producción de energía eléctrica de una forma limpia, sostenible e inagotable.

Tal como se explica en un comunicado de la Wisconsin-Madison, un equipo liderado por el ingeniero computacional David Anderson, ha comprobado que el reactor Helically Symmetric eXperiment (HSX) es capaz de superar la mayor barrera hasta ahora en la investigación del plasma, que es la pérdida de energía que impide alcanzar las altas temperaturas necesarias para la fusión.

El Helically Symmetric eXperiment es un reactor experimental para fusión por confinamiento magnético situado en la Universidad de Wisconsin desde agosto de 1999. HSX es el primer y único en activo casi simétrico stellarator. Otros stellators actualmente en funcionamiento son el LHD (Japón), el W-7AS (Alemania) y el TJ II (España).

La fusión nuclear se desarrolla en dos modelos de reactores: el Tokamak y el Stellarator. En ambos casos se trata de confinar el plasma a altas temperaturas mediante confinamiento magnético.

Los resultados obtenidos por estos ingenieros, que acaba de publicar la revista Physical Review Letters, muestran que con un diseño especial el HSX pierde menos energía, lo que significa que en este tipo de dispositivo puede obtenerse la energía de fusión.

En la sociedad moderna, el suministro de energía eléctrica resulta imprescindible, y depende actualmente de los combustibles fósiles, la fisión nuclear, la hidroelectricidad y, en una cantidad mucho menor, de fuentes de energías renovables, como la biomasa o el viento.

Considerando que la demanda de este tipo de energía es cada vez mayor, y que los requisitos medioambientales también aumentan, la energía de fusión se presenta como una opción de futuro, con algunas ventajas importantes (aparte de ser una fuente de energía limpia, sostenible e ilimitada): los recursos combustibles básicos para su producción (deuterio y litio) son abundantes, los residuos que genera la fusión nuclear no son radioactivos, las centrales eléctricas de este tipo son muy seguras y no emiten gases de efecto invernadero, entre otras, explica la Comisión Europea.

Pérdida menor de energía
Pero aún no se ha conseguido hacer funcionar un reactor de este tipo al nivel necesario. Y aunque ya existen proyectos en marcha, como el ITER, una apuesta en la que intervienen Europa, Rusia, China y Japón, de momento este tipo de energía sigue siendo un proyecto de futuro.

La fusión consiste en que en un plasma (gas muy caliente, ionizado, que puede conducir la electricidad) confinado en una cámara y calentado hasta el punto de ignición, los iones de hidrógeno que lo componen se fundan en helio, que es la misma reacción que produce la energía del sol.

En la actualidad, existen dos tipos de dispositivos de confinamiento del plasma en cámaras para tratar de producir la fusión: los indicados tokamaks y stellarators. El HSX es una síntesis de ambos, y aúna las mejores propiedades de los dos. Es, por tanto, un stellarator más estable y un tokamak más eficiente energéticamente.

Al conseguir que se escape menor cantidad de energía, se necesita una menor cantidad de potencia para provocar la reacción, con lo que el reactor sale más económico, señalan los ingenieros.

Campo magnético simétrico
Hasta ahora, se consideraba que los tokamaks eran el mejor medio para conseguir la fusión. Sin embargo, estos dispositivos, que funcionan con corrientes de plasma, tienden a sufrir interrupciones, lo que significa que son necesarias grandes corrientes de plasma para suministrar parte del campo magnético que confina el plasma para la fusión.

Los stellarators no funcionan con estas corrientes y no sufren interrupciones, pero tienden a perder grandes cantidades de energía. El HSX es el primer stellarator que usa un campo magnético casi simétrico que permite el confinamiento del plasma de una forma que ayuda a contener la energía.

Tras años de investigación, los ingenieros piensan que este dispositivo representa el futuro de los generadores de energía de fusión. El próximo paso será comprobar si los principios del HSX pueden aplicarse a dichos generadores.

Label Cloud

The Energy Blog