El ITER esquiva el problema de los cables superconductores

Artículo publicado por Daniel Cleryon el 27 de febrero de 2012 en Science News

Parece que se ha resuelto un obstáculo potencial que amenazaba con retrasar la construcción del enorme reactor de fusión ITER – un proyecto internacional con sede en Cadarache, Francia. Las pruebas del año pasado, sobre muestras de cable superconductor en los imanes de la instalación, indicaban que el cable duraría apenas una décima parte del tiempo requerido. Esto desató una carrera por descubrir el problema e identificar una nueva configuración del cableado que funcionase. Recientes pruebas en una instalación de campos magnéticos de alta potencia en Suiza demostraron que los ingenieros habían tenido éxito. “Ésto demuestra claramente que hay una solución que funciona”, dice Neil Mitchell, director de la división de imanes del ITER.

Mantener en su sitio el plasma de 150 millones de grados Celsius en el corazón de la máquina requiere de enormes y potentes electroimanes hechos de cables superconductores. Los cables que fallaron el año pasado estaban fabricados con niobio-estaño y estaban destinados al solenoide central – una espiral en el mismo centro de la máquina que actúa para crear una corriente de plasma alrededor del reactor en forma de rosquilla. El solenoide requerirá casi 36 kilómetros de cable superconductor y, una vez completo, pesará casi 1000 toneladas.

Modelo de reactor de fusión by Moe_


Las muestras del superconductor se están poniendo a prueba en la instalación SULTAN en el Instituto Paul Scherrer en Villigen, Suiza. La instalación somete a las muestras a pulsos de una alta corriente y campo electromagnético, simulando los ciclos por los que pasará en el reactor final. Las muestras del año pasado, fabricadas en Japón, empezaron a degradarse tras apenas 6000 ciclos, mientras que la especificación requiere que duren 60 000 ciclos.

Los conductores se construyen a partir de hebras individuales de menos de un milímetro de grosor. Tres de tales hebras se unen para formar un “triplete” y 288 tripletes agrupados en una camisa metálica forman un conductor. Los investigadores que estudiaban los conductores fallidos se dieron cuenta de que parte del problema residía en el hecho de que, en las muestras japonesas, cada triplete estaba formado por un par de hebras de niobio-estaño y una de cobre. Ésto es una protección ante daños en el superconductor provocados por la “mitigación” (quenching), cuando el material niobio-estaño pierde repentinamente su capacidad superconductora. Incluir hebras de cobre implica que, si hay una mitigación, la mayor parte de la corriente en el superconductor tiene algún lugar por el que circular y no causa daños. Pero la configuración japonesa de una hebra de cobre con dos de niobio-estaño implica que, en funcionamiento normal, sólo dos hebras de cada triplete transportan la corriente. Estas dos deben soportar las enormes fuerzas magnéticas que experimenta el conductor.

Una mejor solución serían tres hebras hechas de una combinación de cobre y niobio-estaño, de forma que las tres compartan la carga de las fuerzas magnéticas. “Buscamos por todo el mundo cuál sería el mejor conductor. Lo construimos y funciona”, dice Mitchell. Los investigadores del ITER crearon unas nuevas muestras del superconductor usando una combinación de hebras creadas por la compañía británica Oxford Instruments y otros componentes de distintas partes de Europa. En las pruebas realizadas en SULTAN han superado 10 000 ciclos con un nivel de degradación que está mucho más cerca de la especificación original.

La combinación de hebras es de producción más cara y los funcionarios del ITER están ahora en charlas con Japón, que es responsable de crear el solenoide central superconductor, para que puedan replicarlas por sí mismos. Aunque esto ha retrasado el inicio de la fabricación del conductor, Mitchell dice que no debería ser un problema debido a otros retrasos – incluyendo el terremoto y maremoto de Japón del año pasado – que ya han forzado a los directores del ITER a posponer el la fecha de inicio del reactor en un año, a finales de 2020.


Autor: Daniel Cleryon
Fecha Original: 27 de febrero de 2012
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Comments (7)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Daniel Cleryon el 27 de febrero de 2012 en Science News Parece que se ha resuelto un obstáculo potencial que amenazaba con retrasar la construcción del enorme reactor de fusión ITER – un proyecto ……

  2. [...] en Materiales, Tecnologí­a. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web. [...]

  3. Hola, amigos.

    Llegar al final de este proyecto no será nada fácil. Dominar y, como más arriba nos dicen: “Mantener en su sitio el plasma de 150 millones de grados Celsius en el corazón de la máquina requiere de enormes y potentes electroimanes hechos de cables superconductores.” que, como aquí nos cuentan, está siendo motivo de investigación y experimento hasta dar, definitivamente, con el matrial adecuado.

    Está claro que ese es el camino que tiene la Humanidad para poder suministrar las energías que necesita y que, cada día, irán en aumento al mismo tiempo que la población.

    Si finalmente se consigue producir está energía de fusión, teniendo la materia prima casi regalada (las aguas del océano), nos llevará a una nueva era social. Poderemos tener una energía (ahora sí) barata y, sobre todo, los residuos no serán nosivos ni costosos de reciclar.

    Parece que todo va por el buen camino pero, quedan algunos años para que eso, sea una realidad de la que la Humanidad se pueda aprovechar.

    • bien dicho, espero que no se privatice ese tipo de energía y que se construyan más centrales en todo el mundo y en más cantidad.

    • Camino

      Estoy de acuerdo Emilio Silvera, aún hay mucho trabajo que hacer (después de todo probablemente estamos hablando de la tecnología mas compleja que haya querido desarrollar el ser humano en toda su historia), principalmente en los aspectos técnicos pero también en los teóricos, por ejemplo en lo que respecta a las turbulencias en el plasma, y que de hecho es el tema mas activo de investigación en la comunidad de fusión por confinamiento magnético. Pero creo que gracias a esta impresionante instalación, finalmente podemos ver la luz al final del túnel, por ello el enorme esfuerzo tanto económico como humano.
      También estoy de acuerdo del enorme impacto que tendría la fusión comercialmente viable, simplemente será una revolución tal que la humanidad no volverá a ser la misma.

      Por otra parte quiero decir algo sobre ese dicho de que “la fusión siempre está a 20 años”, y que es obvio que sucederá eso si no se realizan las inversiones necesarias (tanto en nuevas instalaciones como en capital humano, etc.), por ejemplo tomemos a este caso, ITER nació como un acuerdo entre la Unión Soviética, EE.UU la UE y Japón en 1985 y recién empezaron los trabajos en el 2010, es decir 25 años para arrancar, así como no va a estar siempre a 20 años en el futuro. Por ello celebro que finalmente se concrete, y también valoro que la Unión Europea siga apoyando el proyecto a pesar de la crisis, porque la importancia de esto para el futuro es crucial, en verdad es la única tecnología que potencialmente podría reemplazar a los combustibles fósiles.

  4. Buse

    La fuerza del sol en la palma de mi mano.

  5. AGONISTA

    Que hay del TOKAMAC de COrea de Sur …? Allí las cosas estan mas adelantadas que en el ITER . Ellos calculan que en 2018 tendran funcionando una planta de fusion nuclear . De todas formas coincido con SiLVERA y CAMINO . Si no hay inversiones todo quedará siempre para 20 años en el futuro .-

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