(584.5500) WISE Ámsterdam - Se calcula que el Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER) se construirá en 10 años y tendrá un costo de US$ 5 mil millones. Este monumental proyecto de desarrollo e investigación internacional, superado solamente por la Estación Espacial Internacional en materia de costos, tiene el propósito de lograr la fusión nuclear utilizando una mezcla de dos isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio) que se combinarán para formar núcleos de helio (partículas alfa) y neutrones.
Para lograr que se produzca la fusión, el deuterio y el tritio serán calentados a muy altas temperaturas - decenas de millones de grados - para que los núcleos puedan chocar entre sí hasta alcanzar la fusión nuclear. A esta temperatura, la mezcla tomará la forma del plasma, en la cual los electrones ya no están ligados a los átomos. Fuertes campos magnéticos, producidos por enormes imanes superconductores, serán utilizados para confinar el plasma en una vasija de reactor en forma de aro, conocida como "tokamak" (siglas rusas de toroidalnya kamera y magnetnaya katushka que significan "cámara toroidal y bobina magnética").
Mucha energía de entrada, pero nada de salida
La cantidad de electricidad que se pretende generar por fusión nuclear es 410 megavatios - comparable a la que genera una pequeña central eléctrica. Sin embargo, existen grandes diferencias con esta última. En primer lugar, el ITER no está diseñado para generar electricidad - se planea construir un sucesor de este reactor (provisionalmente denominado DEMO) para hacer una demostración de la producción eléctrica. La cifra de 410 megavatios corresponde a energía térmica. Incluye 82 megavatios en forma de partículas alfa y 48 megavatios de energía irradiada (2). La mayoría de la energía que se genera se transmite por los neutrones emitidos por el reactor.
Por otro lado, el ITER requiere 110 megavatios de energía de entrada. Por esta razón, incluso si se conectase una turbina y un generador de vapor al ITER, estos 110 megavatios deberían restarse de los 150 megavatios que generaría aproximadamente la turbina, dejando una producción eléctrica total de 40 megavatios.
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"La fusión es el mismo tipo de reacción nuclear que provee de energía al sol. La energía que se genere será segura, limpia y abundante...Imaginen un mundo en el que nuestros automóviles sean propulsados por hidrógeno y nuestros hogares calefaccionados por la electricidad producida en una central eléctrica de fusión nuclear. Será un mundo completamente diferente del que estamos acostumbrados. La calidad de vida será superior". - extraído del discurso "Hydrogen Fuel Initiative", pronunciado por el presidente George W. Bush el 6 de febrero de 2003 |
"Estados Unidos sabe que el uso pacífico de la energía atómica para producir electricidad no es un mero sueño del futuro. La capacidad para hacerlo, ya puesta a prueba, está aquí y ahora. ¿Quién puede negar que, si toda la comunidad de científicos e ingenieros del mundo tuviese suficientes cantidades de material fisionable con el que probar y desarrollar sus ideas, esta capacidad no se convertiría en una fuente de energía económica, eficiente y universal?" - extraído del discurso "Atoms for Peace", pronunciado por el presidente Dwight D. Eisenhower el 8 de diciembre de 1953. |
Por lo tanto, a menos que se descubran nuevas técnicas para mejorar el rendimiento, el reactor de fusión diseñado para generar electricidad tendrá que ser mucho más grande (quizá de 4000 megavatios de energía de fusión para generar 1000 megavatios de energía eléctrica). Esto hará que dicho reactor sea mucho más costoso, suscitando el interrogante de si será financiado - especialmente dados los problemas de financiación que presenta el ITER.
Financiación tambaleante
El diseño del proyecto ITER fue concluido en 1990, aunque al poco tiempo surgieron los problemas de financiación. EEUU recortó fondos en 1995, y otros países expresaron sus dudas respecto al proyecto(3). Poco faltó para que éste colapsara en 1998, cuando el Congreso puso fin a la financiación que otorgaba EEUU (4). Esto hizo que el proyecto quede financiado solo por Canadá, la UE y Japón, con el aporte de la experiencia de Rusia.
El grupo del proyecto redujo la propuesta, ofreciendo la opción denominada "ITER-lite" y recortando los costos de construcción de US$ 10 mil millones a US$ 5 mil millones. Los investigadores se valieron de argumentos de cambio climático para obtener la financiación (5).
La propuesta "ITER-lite" implicaba abandonar un importante objetivo. El proyecto original buscaba alcanzar la "ignición", es decir, la reacción por fusión autosostenida que no requiere de la entrada de calor. La nueva propuesta no cumple este objetivo - necesita la entrada de calor, aunque produce diez veces el calor que ingresa. Como se mencionó anteriormente, la mayoría de la energía producida se encuentra en forma de neutrones, y se difunde como calor cuando los neutrones bombardean los componentes del reactor y el grueso revestimiento biológico que rodea al mismo.
La noticia de que EEUU volverá a sumarse al proyecto, y de que China también se incorporará, alegra obviamente a los investigadores de la fusión nuclear luego de varios años de desesperación. Sin embargo, no implica que se disminuirán los efectos negativos del proyecto, como los desechos nucleares que se generarán.
200.000 años de desechos nucleares
Los defensores de la fusión nuclear señalan que aunque uno de los dos componentes del combustible (tritio) es radioactivo, el elemento principal de los desechos (helio) no lo es. Si bien esto es verdad, algunos investigadores llegan a la falsa conclusión de que la fusión nuclear no genera desechos nucleares.
| USOS MILITARES El combustible que utilizará el ITER es una mezcla de deuterio y tritio, los mismos elementos que forman la bomba H. Aunque el deuterio se utiliza ampliamente, como por ejemplo en los reactores nucleares CANDU, el tritio es prácticamente exclusivo de los programas de armas nucleares. El tritio es radioactivo y tiene una vida media de 12,3 años, por lo tanto, este componente de las bombas H debe reemplazarse de vez en cuando para que éstas funcionen. Uno de los usos que se la dará al ITER será para una demostración de la tecnología de "manto de litio", en la cual los neutrones de la reacción por fusión reaccionan con el litio para generar tritio. Esto es algo que particularmente les interesa a los militares. Por esta razón, un informe gubernamental estadounidense de 1987 sugirió que el programa de armas nucleares se haga cargo de algunos de los gastos de la investigación de la fusión. No obstante, el informe advirtió que "asociar la energía por fusión con el programa de armas nucleares podría tener serias consecuencias en términos de aceptación pública". Otra posibilidad que se baraja es la del "reactor híbrido de fisión/fusión", el cual "reproduciría" materiales fisionables como el uranio 233 (a partir del torio) o el plutonio 239 (a partir del uranio). Estos materiales podrían utilizarse inmediatamente para generar más electricidad mediante la fisión, o ser extraídos para utilizarse en otros reactores o armas nucleares. Sin embargo, el informe advierte: "Al combinar el proceso de fusión con el de fisión, el reactor híbrido también combina los inconvenientes que acarrea cada uno de estos procesos". Apéndice A de Starpower: The U.S. and International Quest for Fusion Energy, Octubre de 1987 |
De hecho, los neutrones producidos por la fusión nuclear irradiarán la vasija del reactor y otros componentes como sucede en los reactores nucleares que funcionan por fisión nuclear. Los elementos activos irradiarán los componentes del reactor, los cuales deberán tratarse como desechos nucleares cuando el ITER sea decomisionado. El propio sitio web del ITER admite que "los isótopos tardarán aproximadamente 200.000 años en descomponerse a niveles aptos para reutilizar el material mediante el contacto humano directo" (6).
Elección de la sede
Las sedes candidatas para construir el ITER son cuatro: Clarington en Canadá, Rokkasho en Japón, Cadarache en Francia y Vandellós en España. Un grupo del proyecto ITER visitó estos cuatro emplazamientos durante el último trimestre de 2002, y llegó a la conclusión de que los cuatro lugares son adecuados para emplazar el reactor (7).
El terreno en Canadá ofrece grandes ventajas: está libre de actividad sísmica, cerca de una gran metrópolis (Toronto), y el tritio que necesita el ITER puede obtenerse "a la vuelta de la esquina" en la central nuclear Darlington. No obstante, el gobierno federal de Canadá todavía no ha contraído demasiados compromisos financieros para cubrir el costo de las infraestructuras adicionales que se precisen para el proyecto, a diferencia de lo que ocurre en los otros tres emplazamientos.
El emplazamiento Rokkasho, en Japón, necesita protección sísmica adicional, y se encuentra bastante alejado de las grandes ciudades o aeropuertos internacionales. No obstante, las autoridades japonesas están dispuestas a suministrar diversas instalaciones para así atraer el proyecto. Japón tiene además un importante programa de investigación de la fusión nuclear, y se encuentra construyendo una planta de reprocesamiento en Rokkasho.
El emplazamiento en Cadarache también necesita protección sísmica adicional - la planta de fabricación de MOX de Cadarache será cerrada este año debido al riesgo sísmico que hay en la zona. Además es el único emplazamiento que no posee una vía navegable importante, lo que significa que los componentes del reactor más grandes tendrían que construirse in situ. No obstante, tiene la ventaja de poseer un centro de investigación de la fusión nuclear.
El emplazamiento en Vandellós está situado junto a dos centrales nucleares, aunque una línea de ferrocarril lo divide en dos. Aún así, tiene buenas conexiones de trasporte, y la posibilidad de utilizar un sistema de refrigeración de agua marina en lugar de las torres de refrigeración.
¿Siempre 50 años después?
Sin importar qué emplazamiento se elija, incluso si continúa el proyecto ITER y se realizan otros proyectos, habrá que esperar 50 años antes de que los reactores de fusión nuclear se conviertan en una fuente de energía viable. Esto recuerda un famoso chiste sobre la tecnología de la fusión nuclear, que dice que durante los últimos 50 años los científicos no dejaron de afirmar que esta tecnología estaría comercialmente disponible dentro de 50 años.
Mientras tanto, ya existe un método más simple y efectivo para producir electricidad mediante la fusión nuclear: las células solares fotovoltaicas, las cuales transforman la luz del sol - el cual es provisto de energía por fusión nuclear - directamente en electricidad.
Referencias:
- BBC, 25 de febrero de 2003
- www.iter.org/ITERPublic/ITER/paramstab.html
- WISE News Communique 446.4425, "Uncertain future of ITER"
- WISE News Communique 497.4916, "Fusion nightmare: End to the ITER?"
- WISE News Communique 516, "In brief"
- www.iter.org/ITERPublic/ITER/FAQ.html
- Informe Final de JASS sobre los emplazamientos candidatos para construir el ITER , 26 de enero de 2003
Contacto: WISE Ámsterdam
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