Hacia un reactor de fusión comercial en 2030

Por Francisco R. Villatoro, el 11 junio, 2012. Categoría(s): Física
Imagen

Javier Peláez (@irreductible) nos ha preguntado a varios colaboradores de Amazings ¿en qué proyecto científico gastaríais 100.000 millones de euros?

Siendo la crisis energética el mayor problema del s. XXI, mi respuesta es acelerar el desarrollo del primer reactor de fusión comercial.

Ya está en marcha la llamada “vía rápida” hacia la fusión, que utiliza tokamaks, comprende tres megaproyectos sucesivos, ITER, DEMO y PROTO, y se cree que conducirá al primer reactor comercial alrededor del año 2050.  También se ha propuesto una “vía ultrarrápida” hacia la fusión, que lograría un reactor comercial hacia 2030 gracias a dos megaproyectos simultáneos, ITER y DEMO/PROTO.

Se estima que esta “vía ultrarrápida” podría costar unos 25.000 millones de euros. Con cuatro veces más dinero quién sabe cuándo lo podríamos lograr.

Hay varias vías hacia la fusión, pero la más prometedora (y la más cara) utiliza reactores de fusión termonuclear por confinamiento magnético de tipo tokamak (reactores con forma toroidal o de dónut). El proyecto estrella, aún en construcción en Cadarache, Francia, se llama ITER (acrónimo de International Thermonuclear Experimental Reactor) y la Comunidad Europea contribuye con el 45% de su presupuesto.

ITER es un reactor de fusión experimental cuyo objetivo es producir unos 500 megavatios durante al menos unos 500 segundos a partir de un gramo de tritio de combustible y tras gastar unos 50 megavatios de energía en la ignición. Se estima que ITER costará un mínimo de 16.000 millones de euros y debería iniciar su funcionamiento en 2019; las últimas noticias indican que ambos números son optimistas. Se espera que ITER cumplirá su objetivo alrededor de 2026 y que el proyecto finalizará en 2038.

: Guenter Janeschitz, “Fusion Technology Part 2,” CERN, 15 April 2011.

ITER no está diseñado para producir energía de forma continua, lo debería lograr DEMO (acrónimo de DEMOnstration Power Plant), cuyo objetivo será alcanzar unos 2 gigavatios de energía eléctrica de forma continua. Su diseño final se debería completar en 2017, su construcción se debería iniciar alrededor de 2024 y debería cumplir su objetivo antes de 2038.

Pero DEMO también será un reactor de fusión experimental. El primer prototipo de reactor de fusión comercial se llamará PROTO (acrónimo de PROTOtype Power Plant) y aún no ha sido diseñado en detalle. La “vía rápida” para la fusión no es todo lo rápida que nos gustaría a muchos y se espera que PROTO demuestre la viabilidad comercial de la energía de fusión en la década de los 2050.

Fuente: Guenter Janeschitz, “Fusion Technology Part 2,” CERN, 15 April 2011.

Guenter Janeschitz, físico austríaco coordinador del ITER Design Review, ha propuesto una “vía ultrarrápida” para la fusión comercial que podría lograr un prototipo final durante la década de los 2030. Esta propuesta se basa en simultanear la construcción de un proyecto combinado DEMO/PROTO con la de ITER, empezando en 2016. Se introducirán ciertas mejoras en el diseño de ITER y se diseñará DEMO de tal forma que permite su transformación en PROTO sin necesidad de un proyecto separado. Como el diseño final de DEMO todavía no se ha aprobado, todavía se está a tiempo de introducir las mejoras oportunas para hacer una realidad DEMO/PROTO. Janeschitz estima que el costo de la “vía ultrarrápida” hacia la fusión es de unos 25.000 millones de euros durante un periodo de 16 años.

El mayor problema de la “vía ultrarrápida” hacia la fusión es de carácter económico, ya que en plena crisis financiera mundial no es políticamente correcto invertir decenas de miles de millones de euros en un megaproyecto de estas características. Máxime, cuando su coste puede ser mucho mayor del estimado por Janeschitz. Quiero recordar aquí que el coste inicial de ITER se estimó en unos 6.000 millones de euros y ahora sabemos que costará un mínimo de 16.000 millones debido, sobre todo, al incremento del precio de los materiales necesarios para su construcción. Con la crisis energética actual las materias primas serán cada vez más caras , por lo que algo similar pasará con la “vía ultrarrápida.” Permíteme conjeturar que como mucho costará unos 50.000 millones de euros.

Finalmente, me gustaría aclarar que con los 100.000 millones de euros que propone la utopía de Amazings.es se podrían poner en marcha varios megaproyectos similares a ITER+DEMO/PROTO, pero utilizando otras tecnologías de fusión. Por un lado, en confinamiento magnético se podría usar un stellerator en lugar de un tokamak. Y por otro,  en confinamiento inercial se podría usar las técnicas de ignición por láser similares a NIF (acrónimo de National Ignition Facility), en EE.UU., o al futuro HiPER (acrónimo de High Power laser Energy Research facility), en Europa. Mantener varias líneas de investigación independientes dirigidas hacia el mismo objetivo es la mejor decisión para lograr la sana competencia que garantiza el éxito en estos megaproyectos.

Lo primero que me vino a la cabeza al escuchar la propuesta de Javier Peláez, fue la (pésima) película “El gran despilfarro” (de título original “Brewster’s Millions”) donde el protagonista heredará 300 millones de dólares (de 1985) si es capaz de derrochar 30 millones de dólares en cosas inútiles durante un mes, sin llegar a poseer al final de ese tiempo absolutamenta nada de lo que haya gastado.

Pero invertir en ciencia no es derrochar el dinero, y menos aún con el objetivo de resolver el mayor problema de la humanidad en el s. XXI, la crisis energética. El retorno de la inversión en ciencia está garantizado, siempre, aunque sea a medio o a largo plazo.

Nota: Este es el segundo artículo de una serie en la que preguntamos a varios científicos que harían en sus diferentes campos con 100.000 millones de euros.

1. ¿Qué haría Daniel Marín con 100.000 millones de euros?

2. ¿Qué haría Francis Villatoro con 100.000 millones de euros?

3. ¿Qué haría Mauricio-José Schwarz con 100.000 millones de euros?
Más info:

Página web del proyecto ITER en http://www.iter.org/

Entradas en la wikipedia: JET, ITER, DEMO, NIF, HiPER.

Guenter Janeschitz, “Fusion Technology Part 2. Status of the ITER Project. Further Development towards DEMO,”  ITER at CERN Lecture 4, 15 April 2011 [video offline].

Guenter Janeschitz, “The Development of Commercial Fusion Energy in the EU, ITER, Fast Track, Ultra Fast Track,” Talk at UCLA, January 2008.



 

Publicidad