Lockheed Martin anuncia mini reactor de fusión con una potencia de 100 Mw y comercialización en 10 a

Hombre, hablar de combustible para reactores de fusión y sólo mencionar el deuterio es como como hablar de combustible para los motores de explosión y mencionar sólo el aire, dejándose la gasolina en el tintero.

El otro componente, el tritio, es el que da el dolor de cabeza. Aunque éste componente se pueda obtener mediante compuestos de litio, obtener estos compuestos no es trivial. Su tipología es sólida o líquida: en la sólida encontramos las perlas cerámicas de ortosilicato de litio, que pueden ser mezcladas con metatitanato de litio para mejorar la resistencia mecánica y en su vertiente líquida tenemos la aleación eutéctica plomo-litio, un metal líquido. Ambos tienen ventajas e inconvenientes, pero ambos requieren un mantenimiento cada cierto tiempo (unos 5 años) tras el cual tienen que ser reemplazados. La extracción del tritio generado en los blankets que contienen estos compuestos requiere de un circuito bastante complejo, en el cual hay un componente de seguridad clave de reactor, que es el nivel de inventario de tritio que se va a manipular. Este nivel tiene que minimizarse para asegurarse que durante un accidente no se va a liberar cantidades letales de este compuesto, ya que tiene un gran poder de disolución en agua y porque en muy pequeñas dosis induce cáncer. En fin, que el coste del kWh de fusión no va a ser negligible por supuesto, estaría entre los 0.05€-0.09€/kWh según el último estudio conceptual en la UE, donde una parte considerable del coste del kWh de fusión proviene del mantenimiento y reemplazo del litio que se va consumiendo en los blankets.

Lo que la potencia sea continua es otra de las incógnitas por resolver. El principio operacional de ITER es a pulsos, pulsos de 1800s de duración exactamente. En los últimos años se han descubierto modos de operación que posibilitarían una especie de quasi-estado estacionario o pulsos largos. El objetivo es probar en ITER también estos nuevos escenarios, pero que sea un éxito está por ver. Pero de todas formas, debido a las diferentes paradas de mantenimiento del reactor, principalmente para recambiar los blankets (aprox. cada 5 años) y los divertores (aprox. cada 3) ya implica que la disponibilidad de este tipo de reactores no va a ser la deseada del 90% como para considerarla de base como la nuclear convencional, sino que alcanzará el 70%. Así que de momento se acepta que la operación de un tokamak es pulsante, un dolor de cabeza para la red eléctrica, por supuesto.

El tema residuos es también un poco delicado: como bien dices, no se puede comparar con los residuos de larga duración de la nuclear convencional. Pero la cantidad de acero activado que se va a amontonar durante la vida útil de un reactor no es poco apreciable, ya que alrededor de cada 5 años los degradados blankets habrá que cambiarlos por nuevos frescos y eso es un buen puñado de cientos de toneladas. Por otra parte, que al cabo de 100 años la actividad sea reducida todavía no quiere decir que sean manipulables a pelo.

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El acero seleccionado para lso blankets de ITER y los futuros de DEMO es el llamado Eurofer 97, un acero ferritico-martensítico de activación reducida al cual se le han sustituido una impurezas que darían por el saco por otras más benignas. Pues considerando ese 1mSv/hr que tendrá el metal activado después de 100 años, y si el siguiente cálculo así a vuelapluma no es incorrecto, se necesitarían unas 1000hr de tenerlo en las manos como para acumular toda la radiación que se les permite a los astronautas de la NASA durante toda su carrera (1Sv). No está mal, pero el nivel de manipulación manual totalmente segura requeriría un unos cuantos miles de años. Aunque de nuevo, su almacenamiento y manipulación con equipo adecuado sera mucho más fácil que la cosa que sueltan las de fisión. Quizás parecido al nivel requerido en material médico radioactivo de deshecho.
Una cosa, ...entiendo que el reactor de fusión que usa tritio.sacado del litio sería el mas primitivo...hay otros tipos de reactor de fusión mas avanzados?
 
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Esto mismo digo yo, que el confinamiento además de complicado técnicamente será muy caro y con baja TRE. Además tener que desmantelar la infraestructura principal cada x tiempo por materiales nuevos mas custodia de residuos lo hará aun mas caro.

Allí donde sea necesario porque no hay alternativas como una base en Marte o una nave que se aleje del sol, si tendría sentido pero dudo mucho que pueda competir en precio con otras energías mas simples.

Aunque también pienso que en el futuro esta energía será importante una vez agotado todo el gas, carbón y uranio (aunque para esto todavía quedan muchas décadas) y con la que se generan mucha energía actualmente pero no se podrá hacer en el futuro y se tenga que recurrir a la fusión porque no hay mas remedio pero se hará a un precio caro y porque no habrá mas remedio.




Efectivamente esa es la clave. La fisión nuclear en los años 50 se prometía como la solución energética definitiva y se hablaba de reactores de fisión en vehículos particulares y en los sótanos de las casas.
La realidad demostró que solo tenían sentido económico hacerlos muy grandes y aún así las exigencias de seguridad y el tratamiento de los residuos y el hecho de que la tecnología y los materiales que se necesitan son complejos, han hecho que el precio del kWh nuclear de fisión no haya disminuido con el tiempo, sino que mas bien sea cada vez mas caro.

Y ¡ cuidado ! cuando en los años 50 se las prometían tan felices con las fisión, había ya reactores funcionando y generando energía. Nada que ver con los reactores de fusión que hasta la fecha no hay ni un prototipo que sea capaz de mantener la reacción mas de unos pocos segundos.


El argumento que usan para sostener que la fusión nuclear será barata es simplemente decir que al no ser posible que la reacción se descontrole, serán "intrínsecamente" mas seguros que los de fisión y que los residuos son pocos y de corta vida. Pues bien, admitiendo lo primero, que mas que una ventaja es el principal escollo que hay que resolver, puesto que aún no son capaces de sostener la reacción, el segundo argumento es falso : los residuos de la reacción son pocos y de corta vida, pero los residuos generados por el bombardeo neutrónico de los materiales del reactor si pueden ser mas peligrosos, no se sabe aún que volumen de residuos de ese tipo de se generará porque aún no se ha desarrollado el material que se empleará para revestirlos, ni se sabe por tanto cada cuanto tiempo habrá que cambiar dicho material.

Pero es mas. No hay que ser un genio para intuir que la construcción de un generador de fusión, basado en confinamiento magnético va a ser CARO DE huevonES. Sin entrar en temas de patentes y licencias, estamos hablando de un cacharro que incluye materiales extraordinariamente exóticos y tecnología de una precisión y una complejidad que está en el límite de la capacidad de la tecnología humana actual :

Superconductores, Sistemas de enfriamiento criogénico, Materiales que soporte altísimas temperaturas , Bombas que generen un vacío de una calidad extrema, Aceleradores-inyectores de partículas, Generadores de corriente de alta frecuencia ...


Básicamente los juguetes mas caros con los que puede jugar hoy el ser humano.

Para que la fusión nuclear sea no solo viable técnicamente, sino competitiva económicamente, se necesita que además de desarrollarse la tecnología que haga posible la fusión en sí misma, se desarrolle paralelamente la tecnología de todos esos campos antes citados de forma que se abaraten muchísimo los costes.

Coincido plenamente en que si alguna vez es técnicamente viable el campo de aplicación será, sobre todo, la exploración espacial. Y lamentablemente la exploración espacial lleva de capa caída desde mediados de los 80 del siglo XX.

---------- Post added 18-oct-2014 at 20:50 ----------



Tu debes ser el primo de la tía esa que viene del futuro con un detergente.
Porque sin existir aún la capacidad para construir un reactor de fusión nuclear que funcione de manera estable y genere "algo" de energía. Tu ya sabes que será mas barato montar y mantener un reactor de fusión de X MW que su equivalente en placas solares.

Bueno, lo que sí sabemos es lo que cuesta hoy construir y mantener 1 MW fotovoltaico, por ejemplo sobre las cubiertas de una nave industrial grande (por ejemplo la de una plataforma logística de Mercadona) :

- Coste de construcción aproximado : 1.100.000 € ( y bajando )
- Coste de mantenimiento medio a 25 años : 30.000 € / año (incluyendo la sustitución de los inversores el año 14)

La fotovoltaica funciona unas 1.600 horas al año. ¿ Cuánto funcionará un reactor de fusión nuclear ? Nadie lo sabe, se da por supuesto que funcionarán de forma continua 8.000 horas al año, pero como actualmente no funcionan ni 5 segundos seguidos, hablar de factores de carga es ridículo. Se intuye que el desgaste de los materiales de recubrimiento y la sustitución de las capas de "breeder" obligará a paradas de mantenimiento mas o menos frecuentes... pero da igual ... supongamos que funcionan 8.000 horas al año.

Para ser competitivas con la fotovoltaica hoy (al ritmo que va dentro de 30 años el kWp fotovoltaico lo regalarán con un cuarto de mortadela) los costes objetivos del MW de fusión nuclear tendrían que ser :

- Construcción < 5.500.000 € / MW
- Explotación y mantenimiento (incluyendo combustible, personal y fungibles) : < 200.000 € / MW

Teniendo en cuenta que un grupo moto-generador diesel de 1 MW instalado y funcionando no baja de 2.000.000 € y estamos hablando de una tecnología sencilla con 100 años de madurez y muchos fabricantes en el mundo.
El coste mantenimiento de un grupo moto-generador diesel que funcione 6000 horas al año se va a 180.000 € (sin contar el combustible)

Que un super exótico, mareantemente sofisticado e hipotético reactor de fusión nuclear llegue a costar solo 5,5 M€ / MW y su coste de explotación baje de 200.000 € / MW es muy difícil de creer.
 
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