Desde hoy mismo España tiene la llave de la fusión nuclear: el acelerador de partículas de Granada ya es una realidad

Desde hoy mismo España tiene la llave de la fusión nuclear: el acelerador de partículas de Granada ya es una realidad

Hoy es un día crucial para IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility DEMO-Oriented NEutron Source). Este importantísimo proyecto científico está estrechamente vinculado a ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), el reactor experimental de fusión nuclear que un consorcio internacional liderado por Europa está construyendo en la localidad francesa de Cadarache. IFMIF-DONES, sin embargo, reside en Escúzar, una localidad de la provincia de Granada.

Las obras de construcción de esta última instalación comenzaron a mediados de septiembre de 2022, pero hoy es un día muy importante tanto para Granada como para toda España. Y lo es debido a que el Consejo de Ministros aprobará hoy la inversión de casi 200 millones de euros que requiere el inicio de las obras de construcción del acelerador de partículas lineal de IFMIF-DONES. Esta máquina es el auténtico corazón de esta instalación científica, y, por tanto, el ingenio que colocará a España en el mapa de la fusión nuclear.

La puesta a punto de este acelerador de partículas lineal costará aproximadamente 450 millones de euros, aunque la Junta de Andalucía aportará la mitad de este dinero. No obstante, este es el coste del acelerador; el proyecto IFMIF-DONES al completo costará unos 700 millones de euros. España aportará la mitad de este capital. A esta cifra hay que sumar otros 50 millones de euros para efectuar su puesta en marcha. Además, la operación de este centro de investigación de vanguardia tendrá un coste anual de unos 60 millones de euros, de los que España asumirá un 10%. Puede parecer mucho dinero, pero no debemos olvidar que los responsables del proyecto están convencidos de que el retorno económico y científico de IFMIF-DONES superará con creces su coste.

Qué es IFMIF-DONES y por qué es crucial para el futuro de la fusión nuclear

IFMIF-DONES es uno de los tres pilares fundamentales del edificio de la fusión nuclear en cuya construcción está involucrada la Unión Europea. Los otros dos son ITER y DEMO. El reactor experimental de fusión nuclear que está siendo construido actualmente en la localidad francesa de Cadarache persigue demostrar que la fusión a la escala que el hombre puede manejar funciona, y también que es rentable desde un punto de vista energético.

No obstante, ITER no aspira a producir electricidad. Ese será el cometido de DEMO (DEMOnstration Power Plant), una instalación que tomará los avances tecnológicos que habrán demostrado funcionar correctamente en ITER y los llevará un paso más allá para afianzarse como la auténtica precursora de los reactores de fusión nuclear comerciales. Sin embargo, sin IFMIF-DONES no habrá DEMO, por lo que ahora mismo Granada es el centro de atención.

Para comprender en toda su extensión cuál es el rol del proyecto IFMIF-DONES es necesario que repasemos brevemente los fundamentos de la fusión nuclear. Uno de los mayores desafíos a los que se enfrentan los técnicos que están involucrados en la puesta a punto de los reactores de fusión nuclear mediante confinamiento magnético, como ITER, consiste en recrear en el interior de la cámara de vacío de estas sofisticadas máquinas las condiciones necesarias para que los núcleos de deuterio y tritio se fusionen.

Sin embargo, esto no es ni mucho menos todo. Cuando esta reacción tiene lugar la fusión de un núcleo de deuterio y otro de tritio desencadena la producción de un núcleo de helio y un neutrón que sale despedido con una energía de unos 14 MeV (megaelectronvoltios). El problema es que el neutrón carece de carga eléctrica neta, por lo que no puede ser confinado en el interior del campo magnético que, sin embargo, sí consigue retener los núcleos de deuterio y tritio, que tienen carga eléctrica positiva.

Esta es la razón por la que cuando se origina como resultado de la reacción de fusión nuclear este neutrón sale despedido hacia las paredes de la cámara de vacío con una energía enorme. Esta partícula es muy importante debido a que en la práctica estará estrechamente vinculada a la producción de energía eléctrica en los reactores de fusión nuclear, pero, al mismo tiempo, representa una forma de radiación muy agresiva que puede degradar sensiblemente los materiales utilizados en el reactor.

Los componentes que se verán más afectados por el impacto directo de los neutrones de alta energía y el flujo de calor más intenso son la pared interna de la cámara de vacío y el blanket, que es un manto que la recubre y que tiene como propósito regenerar el tritio que es necesario utilizar como combustible en la reacción de fusión nuclear. Este es el motivo por el que es crucial desarrollar nuevos materiales que sean capaces de soportar el flujo de neutrones y garantizar, por tanto, que el reactor tendrá una vida útil operativa prolongada.

Este es, ni más ni menos, el propósito de IFMIF-DONES. Y para llevarlo a cabo es necesario poner a punto unas instalaciones ideadas para permitir a los técnicos involucrados en el proyecto evaluar las propiedades de los materiales candidatos a intervenir no solo en DEMO, sino también en los futuros reactores comerciales de fusión nuclear.

El cometido de este proyecto nos invita a intuir cuál es el corazón de IFMIF-DONES: una fuente capaz de producir neutrones de alta energía con la intensidad y el volumen de irradiación necesarios para poner a prueba los materiales candidatos. Y esta fuente de neutrones no será otra cosa que un acelerador de partículas lineal que ayudará a los científicos de IFMIF-DONES a probar, validar y calificar los materiales que a medio plazo deberían llegar a las futuras plantas de producción de energía eléctrica mediante fusión.

Imagen | IFMIF-DONES

En Xataka | ITER ha encarado uno de los grandes desafíos de la fusión nuclear: evitar que el plasma a 150 millones de ºC destruya el reactor

-
La noticia Desde hoy mismo España tiene la llave de la fusión nuclear: el acelerador de partículas de Granada ya es una realidad fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .