La descarbonización de nuestra sociedad ha sido una clara necesidad durante muchos años.
Los combustibles fósiles son la principal fuente de gases de efecto invernadero producidos por humanos (GEI) y también están plagados de problemas de disponibilidad de recursos (con fuertes aspectos geopolíticos) e impacto ambiental.
Las personas más de 8 mil millones ahora en nuestro planeta necesitan una solución global a sus necesidades energéticas que preservan y proteja nuestro ecosistema y permite un nivel digno de vida para todos. Este es un desafío masivo que no se ha encontrado con la determinación y la urgencia que merece.
¿Podría la energía de fusión nuclear (que impulsa el sol y las estrellas) ofrecer una opción prometedora, segura y a largo plazo para energía limpia y sostenible?
Los miles de científicos e ingenieros internacionales que colaboran en iterario ("el camino" en el latin) ciertamente). Están trabajando para demostrar la viabilidad de la producción de fusión a gran escala en condiciones del mundo real, como una alternativa viable a los combustibles fósiles.
Hablamos con gabriella saibene Fusion for Energy , que es responsable de la contribución europea a ITER, para encontrar más.
¿Cómo puede Fusion Energy ayudar a combatir el cambio climático?
La disponibilidad de electricidad limpia es la base de una sociedad libre de carbono, tanto para uso directo como para producir hidrógeno para el transporte, el almacenamiento de energía y más. No hay una bala de plata para lograr el cambio radical requerido para enfrentar este desafío, y todas las herramientas útiles en nuestras manos deben usarse.
Fusion Energy es una herramienta poderosa que tiene el potencial de contribuir sustancialmente a lograr nuestros objetivos de cantidad y calidad de la producción de energía futura del mundo.
Fusion Energy tiene el potencial de producir electricidad base abundante y confiable sin emisiones de gases de efecto invernadero, y sin la producción de desechos peligrosos a largo plazo.
El combustible de un reactor de energía de fusión, deuterio y tritio (ambas formas de hidrógeno), también son de naturaleza (deuterio) o pueden ser producidos por el neutrón producido por las reacciones de fusión mismas (tritio).
iter representa el siguiente paso en el desarrollo de la energía de fusión, con el objetivo de demostrar el potencial de la producción de energía de fusión neta como base para la construcción de un reactor de fusión primero en su tipo conectado a la cuadrícula.
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¿Qué hace que Fusion Energy sea una alternativa atractiva o complemento para las alternativas actuales de combustibles fósiles?
La solución a la crisis climática exige un enfoque diversificado y de mente abierta para las tecnologías de producción de energía, tanto las que ya están disponibles como a los que están en desarrollo.
El reemplazo completo de los combustibles fósiles (tanto para la producción directa de energía y el transporte) se beneficiará de la contribución de energía solar, eólica, geotérmica y nuclear. Cada tecnología debe usarse de la manera más apropiada, para crear un sistema de producción de energía para responder a las necesidades de la sociedad en los siglos venideros.
Fusion Energy es más adecuada para proporcionar electricidad sólida y abundante, no ligada al clima y otras restricciones climáticas o geográficas o la disponibilidad de tierras adecuadas. Hay una abundancia natural de Deuterium, que se encuentra en el agua de mar. El tritio también se produce como un subproducto de la reacción de fusión en sí. Entonces, si bien la fusión normalmente no se considera una energía "renovable" de la misma manera que el viento y la energía solar, la disponibilidad esperada de combustible de fusión nunca será un problema que limite la utilidad de la fusión a largo plazo.
La energía de fusión a menudo se describe como más segura y con un desperdicio mínimo en comparación con la fisión nuclear actual. ¿Qué dirías a las personas que todavía tienen preocupación por la energía nuclear?
Esta discusión es compleja, ya que evaluar los riesgos y beneficios de la fisión nuclear a menudo se colorea por hechos no del todo objetivos.
The physics and technology of nuclear fission and nuclear fusion are very different. Una característica esencial de la fusión es que el núcleo del reactor es un plasma de Deuterium-Tritium caliente (llamado plasma de quema), donde los núcleos se fusionan. El resultado es un núcleo de helio cargado y un neutrón muy enérgico.
El punto clave es que la física de la fusión es tal que las reacciones de fusión no pueden ser críticas. Es decir, alcance un estado en el que las reacciones de fusión crecen fuera de control, produciendo una cantidad de energía no controlada. Esto hace que sea mucho más seguro que los reactores de fisión.
accidentes en una planta de fusión que podría comprometer la estructura del reactor y, por lo tanto, la seguridad pública no es posible.
La interacción de los neutrones de fusión con los componentes metálicos del recipiente del reactor causará la activación de algunos de los elementos de acero. Se ha realizado investigaciones para desarrollar aceros especiales para ser utilizados para la construcción de reactores de fusión, llamados aceros de baja activación. De esta manera, tanto la cantidad como el nivel/tipo de radiactividad son tales que no se requiere almacenamiento a largo plazo. Finalmente, la contención de tritio (radiactiva, con una vida media corta de solo 12.3y) normalmente está garantizada por el edificio especial en el que se encuentra el reactor.
¿Cuáles son los principales desafíos técnicos y de ingeniería que deben superarse antes de que Fusion pueda convertirse en una fuente de energía comercialmente viable?
La comunidad científica y técnica de Fusion está muy segura de que ITER demostrará que se puede producir energía neta, con alta ganancia.
Los desafíos están en el desarrollo de materiales y componentes que pueden sobrevivir a los efectos de la quema de plasmas, especialmente las cargas de neutrones, durante períodos prolongados. Esto es esencial para lograr la viabilidad económica de la energía de fusión, con el reactor que funciona en continuo durante largos períodos de tiempo.
Otro desafío es desarrollar y escalar los sistemas necesarios para la producción de tritio, ya que esto no está disponible naturalmente y su producción fuera de fusión es muy limitada.
¿Qué medidas políticas, inversiones, etc. son necesarias para pasar de proyectos experimentales como ITER a la generación de energía de fusión a gran escala?
El enfoque secuencial en el desarrollo de la energía de fusión debe modificarse.
Una progresión lineal desde los experimentos de hoy, a iter, a un reactor de demostración y luego la producción a gran escala no es probable que responda las necesidades apremiantes del mundo en el que vivimos hoy. .
Lo que se necesita ahora es diseñar y construir en instalaciones de escalas de tiempo rápidas, y dispositivos experimentales específicos para abordar, en paralelo a la construcción y operación de Iter, los problemas (algunos de los cuales he destacado anteriormente) que ya sabemos necesitan más I + D. Esto requiere un renovado apoyo financiero y político de los patrocinadores tradicionales (gobiernos e investigación financiada por europeas), así como la creación de nuevas asociaciones privadas públicas. Esto extendería el conocimiento y los recursos disponibles para la fusión. También necesitamos involucrar cada vez más a los actores de la industria en el desarrollo y la producción de los componentes y procesos especializados de alta tecnología necesarios para lograr un reactor comercialmente viable.
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