Existeixen poques tecnologies amb el potencial de satisfer la creixent demanda energètica a través de fonts d’energia sostenibles, segures i baixes en emissions, la Fusió nuclear és una d’elles. Motivada per aquests reptes científics i tecnològics, la comunitat d’entitats catalanes que treballen en l’àmbit de la tecnologia de fusió nuclear congrega els seus esforços en el projecte d’investigació FusionCAT (001-P-001.722) cofinançat al 50% per fons FEDER de la Unió Europea en el marc de el Programa Operatiu FEDER de Catalunya 2014-2020 i amb el suport de la Generalitat de Catalunya.
La qualificació de materials resistents als neutrons requereix una font intensa que els generi amb la mateixa energia que els produïts en un plasma de fusió. IFMIF seria la font de neutrons ideal, però, perquè aquests siguin qualificats a temps abans de la construcció del reactor DEMO, s’ha considerat dur a terme una font primerenca de neutrons (IFMIF-DONES). El modelatge, anàlisi i disseny dels components d’aquest accelerador són aspectes clau per a una implementació reeixida.
Figura 1. Fulla de ruta cap a la fusió nuclear de la UE.
Dins d’aquest context i en el marc del projecte FusionCAT, el grup de fusió de l’IREC (bFUS) lidera el projecte P3: Estudis del reactor de fusió. En particular, l’equip bFUS de l’IREC focalitza la seva recerca en la Tasca 3.2: Modelització, anàlisi i disseny de components d’acceleradors per a instal·lacions d’investigació de materials de fusió, en col·laboració amb Eurecat.
El personal científic del grup bFUS ha fet múltiples activitats rellevants des de 2011 en l’àmbit de fusió nuclear com ara el disseny i coordinació de les activitats de la línia HEBT per IFMIF-DONES, estudis termomecànics per l’accelerador IFMIF-LIPAc o l’assistència tècnica en els sistemes criogènics d’ITER.
Dins el marc del projecte, la Sub-tasca 1: Lliçons apreses de IFMIF-LIPAc, té per objectiu recopilar i revisar les lliçons apreses durant la campanya de posada en servei dels components de l’accelerador IFMIF-LIPAc, construït a Rokkasho (Japó). Aquesta avaluació comparativa dels requisits funcionals i tècnics dels components de l’accelerador és de gran importància per al correcte disseny, validació i optimització del futur accelerador IFMIF-DONES.
La recol·lecció d’aquestes dades s’obté mitjançant la consulta a diversos socis participants en el projecte, amb especial atenció al sistema HEBT (High Energy Beam Transport line) i al Beam Dump, en què IREC ha contribuït juntament amb CIEMAT, però considerant també una futura ampliació de l’estudi i revisió a altres sistemes de la instal·lació. Actualment, la posada en marxa de LIPAc segueix en procés i per això, les dades extretes s’actualitzaran després de la finalització de les activitats.
Figura 2. Participants en el projecte IFMIF-LIPAc
Per altra banda, la Sub-tasca 2: Estudis d’integració mecànica de components de l’accelerador d’IFMIF DONES, té per objectiu desenvolupar una eina per proporcionar una validació de la integració mecànica dels diferents components presents a la línia, ajustant-se als estàndards requerits, amb la precisió esperada per cada un d’ells i les toleràncies típiques de fabricació com a dades d’entrada. Els resultats d’aquesta eina també podrien proporcionar no només la validació de la integració, sinó també un primer enfocament de la flexibilitat d’alineació necessària per a cada component de les línies d’acceleració.
Figura 3. Captura de pantalla de l’eina en desenvolupament per a la integració de components d’acceleradors.
Amb l’enfocament explicat i els objectius fixats, es pretén alinear les dues tasques del projecte amb l’estratègia internacional de fusió, específicament amb el programa de treball WPENS d’Eurofusion i amb l’estratègia a etapes cap a una font de neutrons dins del programa de fusió nuclear europeu.