Ha comenzado la construcción en Granada, España, del proyecto International Fusion Materials Irradiation Facility-Demo Oriented Neutron Source (IFMIF-DONES). La instalación proporcionará una fuente de neutrones similar a la fusión para la calificación de los materiales que se utilizarán en una central eléctrica de fusión.
Cómo podría verse la instalación IFMIF-DONES (Imagen: IFMIF-DONES)
La Organización ITER señaló que la alta energía cinética de los neutrones rápidos producidos en una reacción de fusión deuterio-tritio se convierte en calor a medida que atraviesan las paredes del tokamak, lo que permite una importante generación de energía. Sin embargo, esos mismos neutrones de alta energía, durante un período de bombardeo sostenido, causan degradación material a través del proceso de transmutación.
El nivel de irradiación de neutrones previsto para las centrales eléctricas de fusión de demostración (DEMO) nunca se ha probado. Con el fin de construir DEMOs con materiales que puedan soportar un bombardeo tan duro, los desarrolladores están buscando fuentes de neutrones como una forma de imitar las condiciones de fusión para los ensayos de materiales.
La instalación de ensayo de materiales IFMIF-DONES simulará condiciones similares a DEMO para posibles materiales estructurales. Utilizará un acelerador de partículas para producir un haz de deuterón (D +) de onda continua dirigido a un objetivo hecho de una cortina de litio líquido. La interacción entre el deuterio y el litio generará suficientes neutrones libres para simular el flujo de neutrones previsto a lo largo del tiempo en el proyecto europeo DEMO, que está siendo diseñado por el equipo central DEMO de EUROfusion. Directamente detrás del objetivo de litio estará el módulo de prueba de alto flujo, que albergará cápsulas de muestras de material para pruebas de irradiación de neutrones.
La instalación producirá un haz de deuterón de 125 mA, acelerado hasta 40 MeV y conformado para tener una sección transversal nominal en el rango de 100 mm x 50 mm a 200 mm x 50 mm, impactando en un blanco de litio líquido de 25 mm de espesor que fluye cruzado a unos 15 m/s delante de él.
Se espera que la construcción de las instalaciones de IFMIF-DONES lleve unos 10 años. Posteriormente, la explotación científica y tecnológica durará al menos 30 años.
"Un uso clave de las instalaciones de IFMIF-DONES será la prueba de EUROFER, la aleación de acero de activación reducida actualmente destinada a servir como el primer material estructural de pared de DEMO", dijo Ángel Ibarra, Director de IFMIF-DONES. "Es importante realizar estos experimentos en un entorno similar a la fusión lo antes posible para validar este material para la DEMO europea. Vamos a probar cientos de muestras de EUROFER y aleaciones similares a EUROFER en diferentes condiciones de neutrones y flujo de calor para obtener una comprensión más completa de sus propiedades mecánicas.
"Tanto las historias de éxito como las lecciones aprendidas de los últimos 15 años del Proyecto ITER pueden ayudar a optimizar las operaciones de IFMIF-DONES a medida que la instalación entra en su fase de construcción", agregó Ibarra. "Además, algunas tecnologías ya desarrolladas para ITER también serán necesarias en nuestro proyecto, y quizás el proceso de desarrollo pueda ser racionalizado".
La misión del programa DONES es desarrollar una base de datos de efectos de irradiación de neutrones similares a la fusión en los materiales necesarios para la construcción de DEMO para la evaluación comparativa de la respuesta de los materiales a la radiación.
Investigado y escrito por World Nuclear News
