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Energía de fusión
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Los fundamentos científicos de la fusión

Física

Para producir la fusión, los isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio) tienen que calentarse a muy altas temperaturas y el plasma de hidrógeno resultante debe ser confinado utilizando potentes imanes. Los dispositivos desarrollados con más éxito para lograr esto son los tokamaks (palabra rusa que designa una cámara magnética toroidal).

Desde que empezó a funcionar en 1983, el tokamak JET se ha establecido como el experimento de fusión más avanzado del mundo. El apogeo de estos logros se ha visto en los experimentos que produjeron hasta 16 MW de energía de fusión durante varios segundos. Junto con otros dispositivos europeos, el JET está ahora definiendo los parámetros operacionales y refinando la configuración de una línea tokamak de futuras centrales eléctricas de fusión.

Tecnología

Ciertos componentes de alta tecnología (como las bobinas superconductoras para generar campos electromagnéticos fuertes) son necesarios para confinar el plasma caliente a 150 millones de grados Celsius, el cual es necesario para producir la energía de fusión. Los componentes clave han sido diseñados y probados y ya están listos para la producción con vistas a la próxima etapa de la fusión: ITER.

Otros sistemas necesarios para el funcionamiento continuo de los reactores de fusión incluyen la extracción de las “cenizas” de helio y de las impurezas del plasma del reactor. También hacen falta sistemas de abastecimiento, así como sistemas fiables de diagnóstico y control para la supervisión segura y precisa del reactor.

El futuro reactor de demostración capaz de generar electricidad (DEMO) necesita el desarrollo de un “manto fértil” y de materiales específicos: 

  • El papel del manto, que rodeará la cámara de quemado en un futuro reactor de fusión, es para generar tritio a través de una reacción de los neutrones de fusión con los componentes de litio. Este tritio puede inyectarse directamente en el reactor y por lo tanto eliminar la necesidad de transportar los materiales radiactivos. Se prevé la prueba del manto fértil en ITER.

  • Hacen falta materiales resistentes a las radiaciones y de baja activación para los componentes internos de los futuros reactores. Para calificar estos materiales, hace falta una fuente de neutrones específica, como la IFMIF (unidad de pruebas de la resistencia de los materiales de fusión contra la irradiación), que se está contemplando actualmente dentro del marco IEA.
 

Segura y socialmente aceptable

En paralelo a los aspectos técnicos de esta investigación, algunos estudios socioeconómicos y de seguridad están examinando con detenimiento el impacto de la energía de fusión. Este trabajo sugiere que las futuras centrales eléctricas de fusión son seguras para operar y que no plantearán mayores riesgos a la población ni cargas medioambientales significativas a largo plazo.

Dadas las iniciativas posibles hasta la fecha para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, es posible que las centrales eléctricas de fusión entren en funcionamiento a mediados de este siglo y que aumenten su cota de generación de electricidad en la segunda mitad. Los costes externos (como los medioambientales) de los sistemas de energía de fusión son menores, similares a los costes externos de otras tecnologías de energías renovables.
 

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Bobina superconductora
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