Materiales para encerrar el sol: España candidata a IFMIF-DONES

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¿IFMIF, IFMIF-DONES, IFMIF-EVEDA?

El objetivo del proyecto IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility) es ahondar en el conocimiento del comportamiento de los materiales requeridos para la construcción de futuros reactores de fusión. IFMIF-DONES se centra en validar los materiales que se utilizarán para DEMO, el siguiente paso tras ITER en el desarrollo de los reactores de producción de energía usando la fusión nuclear. Los reactores de fusión requieren la utilización de materiales capaces de soportar temperaturas incluso superiores a las del sol, estructuralmente robustos y resistentes a la activación, efecto secundario que provoca que los materiales de la vasija del reactor, como consecuencia de la radiación recibida durante la operación del mismo, se vuelvan radiactivos. IFMIF-DONES permitirá desarrollar materiales que no se activen y capaces de mantener la operación ininterrumpida de DEMO durante cerca de 30 años. Notemos que esto es clave para el proceso de industrialización de este tipo de reactores ya que de otra forma, como ocurren en ITER, la vida útil del reactor sería demasiado pequeña para ser económicamente rentable.

Actualmente se construye en Japón un prototipo denominado IFMIF-EVEDA (http://www.ifmif.org/). España contribuye con un 26% de la inversión total europea (mismo nivel que Francia e Italia). El laboratorio nacional de fusión de CIEMAT es el principal desarrollador y coordinador a nivel nacional e interlocutor a nivel internacional.

En la hoja de ruta de IFMIF, el plan es construir IFMIF-DOMES para que esté operativo antes de 2023 y funcione durante 10 años. ¿Y después? Se espera que se amplíe a IFMIF completo con lo que se duplicará la luminosidad del haz y por tanto se podrán probar materiales de forma más efectiva con menores tiempos de operación. Esta ampliación se realizará previsiblemente sobre IFMIF-DONES para reducir costes (en vez de construir IFMIF completo desde cero en otra ubicación, mejor reutilizar la infraestructura existente). Es previsible que cuando ITER demuestre sobre 2025 un rendimiento de 10x (producción de energía 10 veces superior a la suministrada), la demanda de horas de uso para test de materiales aumentará significativamente ya que se incrementará el interés de los países en el estudio de materiales que permitan la construcción eficiente y rentable de centrales de fusión nuclear.

Además IFMIF tiene otras aplicaciones relacionadas con la producción de radioisótopos para el cáncer, cirugía no invasiva, nuevos materiales para satélites, aviónica, etc. que no abordaremos en esta entrada.

INFRAESTRUCTURA IFMIF-DONES

Podemos decir que IFMIF-DONES sería la mitad que IFMIF. Tal y como se muestra debajo, IFMIF tendría una geometría en Y, con dos líneas de aceleradores de deuterones en paralelo que impactan sobre un blanco de litio líquido. Los dos aceleradores serán tipo lineal (LINAC) y usan cavidades como mecanismo de aceleración del haz. Los neutrones producidos en esta colisión emularían la radiación neutrónica de un reactor de fusión y serán utilizados para probar los materiales a utilizar en la vasija del mismo. IFMIF-DONES construiría sólo uno de estos aceleradores y su diseño estaría pensado para una posterior ampliación que incluyera la segunda línea del acelerador.

Esquema de los elementos de IFMIF. IFMIF está compuesto de un acelerador doble (sólo uno de ellos disponible en IFMIF-DONES). Los hadrones acelerados impactan en una cortina de Litio líquido que producen un flujo de neutrones similar al de un reactor de fusión nuclear como ITER. Estos neutrones impactan en el material que se pretende evaluar.
Esquema de los elementos de IFMIF. IFMIF está compuesto de un acelerador doble (sólo uno de ellos disponible en IFMIF-DONES). Los hadrones acelerados impactan en una cortina de Litio líquido que producen un flujo de neutrones similar al de un reactor de fusión nuclear como ITER. Estos neutrones impactan en el material que se pretende evaluar.

La infraestructura IFMIF-DONES requiere 5 hectáreas ampliables a 10 (para su posterior ampliación a IFMIF). Tiene una planta de  unos 130×100 m2 y una altura de 4 plantas. El diseño del edificio permite su posterior ampliación.

Esquema de la planta de IFMIF-DONES
Esquema de la planta de IFMIF-DONES

ESPAÑA CANDIDATA A ALBERGAR IFMIF-DONES

IFMIF-DONES nace con una gran cantidad de países interesados en utilizar horas del instrumento para validar los materiales que se proponen en los diferentes institutos tecnológicos e industriales de cada país. Cada día, conforme crecen las noticias del éxito de los experimentos de fusión, la necesidad de prueba de materiales aumenta. El país que albergue esta infraestructura estará en una posición privilegiada para el desarrollo de este tipo de fuentes de energía.

España presentó en mayo de 2015, de mano del gobierno de la nación, su expresión de interés para albergar IFMIF-DONES. La ubicación y la candidatura ganadora será seleccionada por Fusion for Energy (F4E) en 2016-2017. Actualmente en Europa, España compite con Croacia y Polonia que han expresado su interés de albergar esta infraestructura. La candidatura de Polonia se encuentra en una fase muy avanzada, ya que cuenta con un apoyo institucional total. Es previsible que también Japón, país que actualmente colaborada con Europa en este proyecto en el marco del “Broader Approach” y que actualmente alberga un prototipo de validación tecnológica conocido como IFMIF-EVEDA, plantee también su interés de albergar esta infraestructura.

La situación de la candidatura Española parece avanzar lentamente. Granada ha sido seleccionada como ubicación, debido a que es una región receptora de fondos FEDER, por lo que la UE financiaría hasta el 80% de la construcción de la infraestructura. Aunque la localización física del acelerador esté en Granada, hay que recordar que habrá multitud de universidades y centros de investigación españoles implicados.  La predisposición de las administraciones públicas a financiar el proyecto es de momento muy débil pese a ser un proyecto clave en el camino de la fusión, de la gran experiencia de España en este campo y de que se estima una creación de puestos de trabajo superior a los 1000 empleos/año con un retorno superior a los 900 millones de euros.

Pese a estos datos, la financiación comprometida por España es inferior al 33% del presupuesto estimado de construcción de 360 millones. Ello ha provocado la creación de plataformas ciudadanas en redes sociales como https://www.facebook.com/ifmifdonesgranada  y la recogida de firmas en: https://www.change.org/p/carmen-vela-olmo-no-dejemos-que-nos-roben-progreso. Además se ha organizado el 20 de junio unas jornadas científicas para presentar públicamente la candidatura española (http://investigacion.ugr.es/ifmifdones). En un artículo futuro, contaremos exactamente el estado de la candidatura española.

¿Veremos esta vez en España una apuesta decidida por la ciencia? Dentro de poco lo sabremos ya que España debe presentar candidatura justo después de este verano y queda mucho trabajo por hacer. Mientras vuestra participación y difusión del proyecto será vital para el éxito de la que sería la mayor y única gran infraestructura científica española.

2 Comentarios

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Gelbros J3Gelbros J3

Esperemos que esta vez no nos quedemos titubeando en la línea de salida. Administraciones públicas, ¡despierten! En estos asuntos sí hay que hacer un esfuerzo.

Jorge Crespo MarcoJorge Crespo Marco

LAS INFRAESTRUCTURAS CIENTIFICAS SON FUNDAMENTALES,INMEJORABLE CONTRIBUCION A LA MARCA ESPAÑA.

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