Dec 14, 2017

¿Qué es el ITER?

El crecimiento en el consumo energético ha motivado la necesidad de buscar nuevas opciones energéticas para alimentar todo el consumo que inevitablemente se va a necesitar. La fusión, que todavía no existe a nivel industrial, se lleva investigando desde hace años para su desarrollo.

La utilización de la energía generada en la fusión nuclear de átomos ligeros en otros más pesados viene siendo objeto, desde los años 50, de un importante esfuerzo de investigación y desarrollo, debido a la ventaja que presenta la gran cantidad de energía liberada en dicho proceso y la abundancia de deuterio, un isótopo de hidrógeno apto para la fusión.

International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)

Dentro de los programas internacionales mediante el sistema por confinamiento magnético, la construcción por la Unión Europea del “Joint European Torus” (JET) en el Reino Unido y los experimentos que en él se llevaron a cabo desde 1983 a 1991 permitieron demostrar la posibilidad de mantener el proceso de fusión en el plasma.

Dados los buenos resultados del JET, en 1990 se decidió continuar el programa de fusión con una instalación mayor en la que, además del reactor, se probasen sus sistemas auxiliares sin generar aún electricidad. A este fin, se creó el proyecto del reactor experimental de fusión ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), en el que participan siete socios (Unión Europea, India, Japón, Rusia, Estados Unidos, Corea del Sur y China). La construcción se está realizando en Cadarache, al sur de Francia, mientras que España (Barcelona) alberga la Agencia Europea de Fusión.

El objetivo del ITER es determinar la viabilidad tecnológica y económica de la fusión nuclear por confinamiento magnético para la generación eléctrica, como fase previa a la construcción de una instalación de demostración comercial.

Europa ha sido líder en la investigación sobre la fusión nuclear durante 50 años. Todos los aspectos relacionados con la investigación sobre fusión en Europa se coordinan a través de la Comisión Europea. La financiación proviene del Programa Marco de Investigación de EURATOM y de los fondos nacionales de los Estados miembros y de Suiza.

Una de las ventajas que tiene la fusión es su gran potencia específica, la gran capacidad que tiene de generar energía. El problema es que para que esta reacción sea eficiente hay que conseguir temperaturas de 100-200 millones de grados.

ITER y Cadarache

A finales del año 2004, se tomó una decisión en cuanto al emplazamiento definitivo del proyecto, entre las candidaturas de Cadarache al sur de Francia y de Rokkasho-Mura en Japón, eligiéndose el emplazamiento francés. Vandellós también optó para acoger este proyecto.

El ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, contaba con un presupuesto inicial de 5.000 millones de euros de inversión, que podría llegar a triplicarse. La duración estimada de construcción es de diez años y se espera que se mantenga en operación durante 20 años. Si se cumplen las previsiones, el primer plasma en el ITER se producirá en 2016.

El ITER, que se puede considerar el mayor proyecto científico de investigación energética del mundo, pretende mostrar que es posible tecnológicamente utilizar la fusión nuclear como fuente de energía, del mismo modo que se genera en el sol o en las estrellas. Por el momento, es una máquina de investigación, una máquina experimental.

ITER y España

Desde 2007, Barcelona acoge la sede de la Agencia Europea de Fusión (Fusion for Energy, F4E) donde se coordina todo el esfuerzo europeo en fusión para el ITER y ya ha rebasado las 180 personas, ingenieros, científicos y administrativos, en su dotación. Esta agencia gestionará el presupuesto de inversiones para el ITER, contará con cerca de 300 personas y con un presupuesto de funcionamiento propio de aproximadamente 30 millones de euros a lo largo de 35 años, ya que sus objetivos van más allá del ITER y alcanzan el desarrollo de los “reactores de demostración”.

España participa en el ITER a través de la Unión Europea y, aparte de acoger a la agencia F4E, mantiene un activo programa de I+D, coordinado por CIEMAT a través del Laboratorio Nacional de Fusión (http://www-fusion.ciemat.es/New_fusion/es/) en el área de la energía de fusión nuclear. Las principales contribuciones se sitúan en los campos de la física del confinamiento magnético, los sistemas de diagnóstico, control de la inyección de energía y regeneración del tritio. Así mismo, nuestro país realiza un importante esfuerzo en el área de las tecnologías de reactor: materiales especiales, sistemas de manipulación remota y sistemas de metal líquido.

Últimas noticias sobre el proyecto ITER

En 2012, obtuvo la licencia por las autoridades francesas para construir el proyecto de fusión ITER, y se asignaron las principales partes de la construcción. En 2013, se iniciarán las construcciones correspondientes y en 2014, Inicioán los envíos a Cadarache de los componentes pesados y las actuaciones de los participantes en la construcción.

Los suministros de los componentes se reparten entre los siete países participantes del ITER, con el 90% en forma de contribuciones en especie y el 10% restante mediante compras de un fondo común controlado por la organización del ITER.

En 2012 se otorgaron contratos para el emplazamiento, el criostato, la soldadura de la vasija, la fábrica de helio líquido y la gestión de la logística de los transportes a Cadarache. La Agencia para los suministros europeos F4E ha cancelado el concurso para el suministro de las bobinas poloidales, que se dividirá ahora en contratos más pequeños. En Japón se está desarrollando el divertor, encargado de limpiar el plasma de las "cenizas" de la fusión.

El sistema ITER comprende la instalación principal, el Tokamak, y varias instalaciones externas que incluyen sistemas de vacío, criogénicos, de manipulación remota, suministro de energía, celdas calientes, plantas de tritio y otros. Los principales componentes del Tokamak son los imanes, la vasija de vacío, que pesa 5.000 toneladas, el criostato, el divertor, el revestimiento de primera pared y un complejo sistema de diagnóstico con más de 50 sistemas individuales de medida. Se instalarán 18 bobinas toroidales superconductoras y 6 poloidales. Seis países, con excepción de India, han fabricado 350 toneladas de Nb3Sn para los conductores. También se han producido en Europa, China y Rusia, 65 toneladas de conductores de NbTi para las bobinas poloidales.

Europa y Corea del Sur fabricarán los sectores en forma de D de la vasija de vacío, con un total de 5.000 toneladas, India proporcionará las placas de blindaje atornilladas en el interior y Rusia y Corea los 44 "puertos" que se soldarán a los sectores. La empresa española Equipos Nucleares se encargará del desarrollo y ejecución de la soldadura de sectores y puertos.

Están en desarrollo y preparación las secciones prototipo de la "primera pared" de berilio, que protegerá interiomente la vasija de vacío del contacto con el plasma, así como el divertor de wolframio.

Por su parte, el criostato del ITER, con 3.800 toneladas de acero (29,3 m x 8,5 m), será la mayor estructura de alto vacío y acero inoxidable del mundo y se fabricará en India.

Los medios de aportación de los 50 MW de energía primaria necesaria para llevar al plasma a la temperatura necesaria para la fusión se ensayarán en una instalación construida por Italia en Padua. En noviembre de 2012, F4E otorgó tres importantes contratos para el suministro de elementos de estos sistemas. El primer sistema de suministro de energía a alta tensión se prevé que llegue a Cadarache a finales de 2015. El edificio del Tokamak, de siete pisos, será uno de los once edificios que compondrán el complejo del ITER.

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