Granada ya está lista para IFMIF-DONES: por qué este proyecto es crucial para la fusión nuclear (y para España)
Investigación

Granada ya está lista para IFMIF-DONES: por qué este proyecto es crucial para la fusión nuclear (y para España)

Granada está preparada para recibir las instalaciones de IFMIF-DONES con los brazos abiertos. Y es que la relevancia científica de este proyecto en el camino hacia DEMO es indiscutible. Además, no cabe duda de que tendrá un impacto económico y social muy profundo no solo en las inmediaciones de Escúzar, que es la localidad granadina en la que con toda probabilidad residirá, sino en toda España.

Durante la conversación que mantuvimos con él a mediados del pasado mes de abril, Carlos Alejaldre, que en aquel momento era el director general del CIEMAT, nos confirmó que estamos en las últimas fases del proceso de elección de la ubicación de IFMIF-DONES. Y la candidatura de Granada tiene una enorme solidez. Tanta, de hecho, que hay un consenso generalizado que defiende que este proyecto residirá finalmente en esta ciudad andaluza.

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.

El propósito de IFMIF-DONES es desarrollar los materiales que requiere DEMO

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.

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

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.

Aceleradorifmif Dones
El acelerador de partículas lineal que estará operado por los técnicos de IFMIF-DONES será capaz de acelerar un haz de deuterones de 125 mA para que adquiera una energía de 40 MeV. Esta recreación pertenece a IFMIF-DONES España.

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.

Es crucial desarrollar nuevos materiales capaces de soportar el flujo de neutrones y garantizar 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 será 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.

Granada está preparada para poner la primera piedra de IFMIF-DONES

Todo está en marcha. IFMIF-DONES España, que es el consorcio público español que persigue contribuir al programa europeo de fusión participando en el diseño, la construcción y la explotación de las instalaciones científicas y técnicas que constituirán IFMIF-DONES, ya ha dado los primeros pasos. Y es que la licitación de las obras de construcción de algunos de los edificios de estas instalaciones ya se ha efectuado. Este tuit publicado por este consorcio a principios del pasado mes de agosto lo corrobora:

El edificio del que nos habla este tuit será un centro de investigación vinculado a la Universidad de Granada y estará alojado en el Parque Metropolitano de Escúzar, frente al acelerador de partículas lineal en el que se llevarán a cabo las pruebas de irradiación de los materiales. El itinerario que propone IFMIF-DONES España prevé que este edificio en particular esté terminado para el segundo semestre de 2023, lo que pone sobre la mesa la necesidad de agilizar la puesta en marcha de este proyecto con el propósito de que su contribución a la fusión nuclear comercial llegue a tiempo.

IFMIF-DONES generará puestos de trabajo de alta cualificación y elevado valor añadido

Hay algo de lo que podemos estar seguros: el esfuerzo que se está llevando a cabo para sacar adelante este proyecto merece la pena. Como hemos visto, su contribución a la aplicación comercial de la fusión nuclear será fundamental, pero, además, IFMIF-DONES tendrá un impacto muy positivo en el desarrollo tecnológico de la industria española. De eso no cabe la menor duda.

Y es que no solo generará puestos de trabajo de alta cualificación y elevado valor añadido; también permitirá al ecosistema empresarial español involucrado directa o indirectamente en la ejecución de este proyecto posicionarse en una industria, la de la generación de electricidad mediante fusión nuclear, que se postula como una candidata firme a convivir con las energías renovables en el modelo energético al que aspiramos actualmente.

Imágenes: IFMIF-DONES Granada | NASA

Más información: IFMIF-DONES Granada

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