Recursos y Tecnologías Energéticas con Energía Nuclear 2

Libro: “ El Ingeniero del ICAI y el Desarrollo Sostenible ”
Recursos y tecnologías energéticas
con Energía nuclear: Fusión
17-09-2008
Germán D. Pérez Pichel
ÍNDICE
1. Introducción
2. Tecnología
3. Medioambiente
4. Seguridad
5. Aspectos económicos y sociales
Germán D. Pérez Pichel
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Fusión Nuclear
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“El Ingeniero del ICAI y el Desarrollo Sostenible”
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1.Introducción
-Reacción de fusión: unión de dos núcleos ligeros que da
como productos un núcleo de mayor tamaño y partículas más
ligeras como protones o neutrones, acompañado de una gran
liberación de energía.
-Gas a muy altas temperaturas Plasma termonuclear Ciertos núcleos atómicos (iones) con la suficiente energía
como para encontrarse y fusionarse.
-Sol enorme presión gravitatoria reacciones a 15.106 ºC.
-Tierra se requieren > 100.106 ºC mediante la reacción de
los isótopos del hidrógeno: deuterio (D) y tritio (T):
D + T 4He + n + 17,6 MeV
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2.Tecnología
-Confinamiento Magnético: Única tecnología capaz de
alcanzar la fusión nuclear comercial en un plazo razonable de
tiempo Se forma una vasija magnética mediante grandes
campos magnéticos que atrapan a los iones del plasma.
-Dos tipos de dispositivos: Tokamak – Stellarator. Ambos
existentes hoy día como máquinas experimentales (no están
diseñados para producir electricidad).
-Mayor proyecto en curso es un Tokamak: ITER.
-En el mejor de los casos: primer reactor de fusión nuclear
comercial en torno al 2040, y sería un Tokamak (construcción
y diseño muy complejo, pero más sencillo que el Stellarator).
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3.Medioambiente I
-Enorme cantidad de energía liberada por cada reacción :
1gr de D-T = 1 tonelada de petróleo
-Disponibilidad de D-T:
-Deuterio: extremadamente abundante 33gr / 1ton. H2O.
-Tritio: radiactivo con período de vida media de 12,3 años no existe en cantidades apreciables lo obtendríamos del Li
(muy abundante en la naturaleza):
6Li + n 4He (2,05 MeV) + T (2,73 MeV)
7Li + n 4He + T + n - 2,47 MeV
Descripción de:
-Proceso para obtener
tritio a partir de un manto
de Li en torno al plasma
-Alimentación de D-T
-Extracción de potencia
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3.Medioambiente II
-Contaminación atmosférica Muy limpio (no hay emisiones)
-Contaminación por radiación Limpio con precaución:
-D y Li no son radiactivos.
-T sí lo es, pero: no se almacena (todo el que se produce
con el Li se consume) y se desintegra muy rápido.
Preocupa más la posibilidad de que se deposite en ciertos
materiales que deberán ser almacenados adecuadamente
tras su desmantelamiento.
-He no es contaminante, y se podría almacenar por su
interés industrial.
-Debido al alto flujo de neutrones, los materiales se
activan. Deben ser almacenados adecuadamente tras su
desmantelamiento, aunque su actividad es mucho menos
duradera que la de los productos de fisión.
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4.Seguridad
-Escudo biológico y control de inventario de tritio son claves
para evitar escapes que puedan ser dañinos.
- La cantidad de combustible contenida en el reactor en cada
instante es suficiente sólo para mantener las reacciones
durante unos pocos segundos.
-Extremadamente complejas condiciones exigidas para
mantener las reacciones Ante cualquier accidente, estas
no se cumplen y las reacciones simplemente se extinguen
tranquilamente (sin explosiones ni reacciones en cadena).
-Instalaciones Intrínsecamente Seguras.
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5.Aspectos económicos y sociales
-Aspectos Económicos:
-Alto coste de inversión debido a la complejidad de los
sistemas.
-Bajo coste del combustible: abundante y poca cantidad
necesaria para producir mucha energía.
-Se prevé que el segundo aspecto compense al primero lo
suficiente como para hacer competitiva la fusión.
-Aspectos Sociales:
-La reacción de fusión no va acompañada de producción
de materiales físiles útiles para armamento nuclear (no se
forman actínidos).
-Combustible abundante y homogéneamente distribuido
por todo el mundo.
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