{"id":2949,"date":"2021-04-23T13:28:32","date_gmt":"2021-04-23T11:28:32","guid":{"rendered":"https:\/\/fusioncat.es\/?p=2949"},"modified":"2021-05-12T17:38:41","modified_gmt":"2021-05-12T15:38:41","slug":"2949","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/noticies\/2949\/","title":{"rendered":"[Tech] Activitats del Grup de Recerca en Tecnologies Nuclears Avan\u00e7ades (ANT) de la UPC en l\u2019\u00e0mbit de la Tecnologia de Fusi\u00f3."},"content":{"rendered":"<p><strong>Activitats del Grup de Recerca en Tecnologies Nuclears Avan\u00e7ades (ANT) de la UPC en l\u2019\u00e0mbit de la Tecnologia de Fusi\u00f3.<\/strong><\/p>\n<p>El Grup de Recerca en Tecnologies Nuclears Avan\u00e7ades (ANT) de la Universitat Polit\u00e8cnica de Catalunya (UPC) contribueix a diverses tasques del projecte FusionCAT:<\/p>\n<ul>\n<li>T1.2 Avaluaci\u00f3 experimental i validaci\u00f3 de codis de simulaci\u00f3 de fusi\u00f3, amb BSC i IQS,<\/li>\n<li>T2.3 Simulaci\u00f3 de fluxos de metall l\u00edquid amb CFD d\u2019alta precisi\u00f3, amb CTTC (UPC), i<\/li>\n<li>T3.3 Modelat din\u00e0mic de cicles de pot\u00e8ncia amb CO<sub>2<\/sub> supercr\u00edtic per a plantes nuclears de fusi\u00f3, encaminat al disseny de Sistemes de Control, tamb\u00e9 amb el CTTC.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Aquestes tasques estan estretament lligades a l&#8217;activitat investigadora d&#8217;ANT en Tecnologia de Fusi\u00f3 durant l&#8217;\u00faltima d\u00e8cada, principalment relacionada amb els components i sistemes auxiliars dels Embolcalls Regeneradors (Breeding Blankets). Aquests embolcalls compleixen tres funcions en un reactor de fusi\u00f3: blindatge dels imants, recuperaci\u00f3 de la calor produ\u00efda en el plasma, i producci\u00f3 de triti, un dels combustibles de fusi\u00f3.<\/p>\n<p>Per ser sostenible, l\u2019Energia de Fusi\u00f3 ha d\u2019assolir l\u2019autosufici\u00e8ncia en triti. Aquest is\u00f2top de l\u2019hidrogen es produir\u00e0 en els Breeding Blankets (BB) a partir de la reacci\u00f3 dels neutrons que escapin del plasma amb el liti. En alguns de los dissenys de BB proposats, el triti es produir\u00e0 en liti-plom, un metall l\u00edquid que s\u2019utilitza com a refrigerant i com a material reproductor.<\/p>\n<p><strong> <\/strong><\/p>\n<p><strong>Din\u00e0mica de Fluids Computacional (CFD) aplicada als Breeding Blankets.<\/strong><\/p>\n<p>El metall l\u00edquid, essent conductor d&#8217;electricitat, presentar\u00e0 efectes Magneto-Hidro-Din\u00e0mics sota el camp magn\u00e8tic utilitzat per mantenir el plasma al seu lloc. Per exemple, les p\u00e8rdues de pressi\u00f3 en el flux a causa dels efectes MHD s\u00f3n elevades i augmenten amb la velocitat del fluid i el camp magn\u00e8tic. Els perfils de velocitat en els fluxos MHD s\u00f3n for\u00e7a diferents als d&#8217;altres tipus de fluxos, i aix\u00f2 duu a diferents valors de transfer\u00e8ncia de calor i de permeaci\u00f3 de triti. ANT ha implementat models MHD en OpenFOAM, una eina de din\u00e0mica de fluids computacional (CFD) de codi obert, per modelar i comprendre el comportament del liti-plom en els BB. Tamb\u00e9 s&#8217;han afegit a OpenFOAM models per al transport de triti<\/p>\n<p>En aquest aspecte, cal fer pal\u00e8s que es produeix heli en la mateixa proporci\u00f3 que triti (mol a mol) en la reacci\u00f3 neutr\u00f3-liti. Es creu que la solubilitat de l\u2019heli \u00e9s extremadament baixa en liti-plom. Es postula doncs que apareixeran bombolles d\u2019heli en el metall l\u00edquid dins dels BB, como a conseq\u00fc\u00e8ncia de la producci\u00f3 d\u2019heli, las pressions relativament baixes i l\u2019elevat temps de resid\u00e8ncia. \u00c9s necessari estudiar la interacci\u00f3 de les bombolles d\u2019heli amb el camp magn\u00e8tic aplicat externament i hom espera efectes importants sobre el transport de triti. ANT analitzar\u00e0 tots aquests problemes i intentar\u00e0 quantificar-ne els efectes.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"lazyload  wp-image-2935 aligncenter\" src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-1-174x300.jpg\" data-orig-src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-1-174x300.jpg\" alt=\"UPC\u2019s Advanced Nuclear Technologies 1\" width=\"240\" height=\"414\" srcset=\"data:image\/svg+xml,%3Csvg%20xmlns%3D%27http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2Fsvg%27%20width%3D%27240%27%20height%3D%27414%27%20viewBox%3D%270%200%20240%20414%27%3E%3Crect%20width%3D%27240%27%20height%3D%27414%27%20fill-opacity%3D%220%22%2F%3E%3C%2Fsvg%3E\" data-srcset=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-1-174x300.jpg 174w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-1-200x345.jpg 200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-1.jpg 370w\" data-sizes=\"auto\" data-orig-sizes=\"(max-width: 240px) 100vw, 240px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Fig 1. Resultats de la simulaci\u00f3 d\u2019una caixa amb un gradient de temperatura perpendicular al campo magn\u00e8tic con Gr = 4 \u00d7 10<sup>6<\/sup> y Ha = 500. (<em>v<\/em>, velocitat, <em>f<\/em>, potencial el\u00e8ctric,<em> T<\/em>, temperatura) (E.Mas de les Valls et al. 2011 <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.fusengdes.2011.02.075\">https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.fusengdes.2011.02.075<\/a>)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Control de l\u2019inventari de triti<\/strong><\/p>\n<p>Resulta d\u2019especial inter\u00e8s l\u2019an\u00e0lisi de la migraci\u00f3 de triti dins dels fluids i a trav\u00e9s dels materials estructurals. Les emissions ambientals de triti s\u2019han de mantenir molt baixes per complir els requisits de Protecci\u00f3 Radiol\u00f2gica; aix\u00f2, al seu torn, obliga a mantenir un inventari petit de triti a la planta (per tal de minimitzar la migraci\u00f3 cap a l\u2019exterior), i a un estricte control de l\u2019inventari.<\/p>\n<p>ANT ha desenvolupat models de migraci\u00f3 de triti i altres esp\u00e8cies hidrogenades, tant per a eines CFD (com OpenFOAM) com per a codis unidimensionals ad hoc. Aquestes eines ajuden a comprendre la import\u00e0ncia relativa de les diferents vies de migraci\u00f3 del triti en els sistemes d&#8217;una planta de fusi\u00f3 i, en una primera etapa, s&#8217;utilitzaran per simular les instal\u00b7lacions experimentals de l&#8217;Institut Qu\u00edmic de Sarri\u00e0 (IQS).<\/p>\n<p>ANT est\u00e0 treballant en el desenvolupament d&#8217;una estrat\u00e8gia de control d&#8217;inventari din\u00e0mic que es basa en sensors, com els que s&#8217;estan desenvolupant a l&#8217;IQS, i eines validades de modelat predictiu. L&#8217;objectiu final \u00e9s poder rastrejar la concentraci\u00f3 de triti a la planta mitjan\u00e7ant la superposici\u00f3 de prediccions a nivell de sistema amb mesuraments localitzats.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"lazyload wp-image-2938 aligncenter\" src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-300x138.png\" data-orig-src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-300x138.png\" alt=\"UPC\u2019s Advanced Nuclear Technologies 2\" width=\"485\" height=\"223\" srcset=\"data:image\/svg+xml,%3Csvg%20xmlns%3D%27http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2Fsvg%27%20width%3D%27485%27%20height%3D%27223%27%20viewBox%3D%270%200%20485%20223%27%3E%3Crect%20width%3D%27485%27%20height%3D%27223%27%20fill-opacity%3D%220%22%2F%3E%3C%2Fsvg%3E\" data-srcset=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-200x92.png 200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-300x138.png 300w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-400x184.png 400w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-600x276.png 600w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-768x353.png 768w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2-800x368.png 800w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-2.png 968w\" data-sizes=\"auto\" data-orig-sizes=\"(max-width: 485px) 100vw, 485px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Fig 2. Simulaci\u00f3 d\u2019un experiment a l\u2019IQS. Dades experimentals (taronja). Primer s\u2019aplica un corrector d\u2019error d\u2019hist\u00e8resi (lila), despr\u00e9s un filtre passa baixos (vermell) per estimar (verd) el valor real (blau). (JM Sojo, MSc Thesis, 2018, http:\/\/hdl.handle.net\/2117\/120236)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Conversi\u00f3 d\u2019energia<\/strong><\/p>\n<p>Una planta nuclear de fusi\u00f3 t\u00e9 com a objectiu produir electricitat. Els cicles de conversi\u00f3 de potencia de CO<sub>2<\/sub> supercr\u00edtic presenten diversos avantatges en front a d\u2019altres alternatives: principalment la seva compacitat i la seva major efici\u00e8ncia en els rangs de temperatura de funcionament del refrigerant primari dels reactors de fusi\u00f3.<\/p>\n<p>En un escenari futur amb una gran penetraci\u00f3 de les energies renovables en la xarxa el\u00e8ctrica, l\u2019operaci\u00f3 flexible de les centrals nuclears ser\u00e0 imprescindible. El disseny i l\u2019operaci\u00f3 d\u2019aquestes plantes requeriran eines d\u2019an\u00e0lisi din\u00e0mica robustes i flexibles.<\/p>\n<p>ANT est\u00e0 explorant les capacitats de codis termohidr\u00e0ulics de sistema existents, com RELAP5-3D, i altres eines m\u00e9s flexibles (com la caixa d\u2019eines Modelica) per modelar els sistemes hidr\u00e0ulics d\u2019una planta de fusi\u00f3, amb l\u2019objectiu de dissenyar una estrat\u00e8gia de control adequada. L\u2019objectiu final \u00e9s comptar amb eines que permetin maximitzar la producci\u00f3 el\u00e8ctrica de la planta nuclear de fusi\u00f3 tot assegurant que els par\u00e0metres d\u2019operaci\u00f3 (com ara pressions i temperatures) es mantenen dins dels l\u00edmits de les especificacions t\u00e8cniques. Per aconseguir aquest objectiu, per\u00f2, ser\u00e0 necessari con\u00e8ixer el comportament dels bescanviadors de calor i turbom\u00e0quines operant amb un fluid proper al seu punt cr\u00edtic.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"lazyload  wp-image-2941 aligncenter\" src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-300x224.png\" data-orig-src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-300x224.png\" alt=\"UPC\u2019s Advanced Nuclear Technologies 3\" width=\"396\" height=\"296\" srcset=\"data:image\/svg+xml,%3Csvg%20xmlns%3D%27http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2Fsvg%27%20width%3D%27396%27%20height%3D%27296%27%20viewBox%3D%270%200%20396%20296%27%3E%3Crect%20width%3D%27396%27%20height%3D%27296%27%20fill-opacity%3D%220%22%2F%3E%3C%2Fsvg%3E\" data-srcset=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-200x149.png 200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-300x224.png 300w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-400x298.png 400w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-600x447.png 600w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-768x573.png 768w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3-800x597.png 800w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/UPCs-Advanced-Nuclear-Technologies-ANT-3.png 822w\" data-sizes=\"auto\" data-orig-sizes=\"(max-width: 396px) 100vw, 396px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Fig 3. Lla\u00e7 de conversi\u00f3 de CO<sub>2<\/sub> supercr\u00edtic modelat en Modelica\u00ae<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Activitats del Grup de Recerca en Tecnologies Nuclears Avan\u00e7ades (ANT) de la UPC en [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":2938,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[44],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2949"}],"collection":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2949"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2949\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2959,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2949\/revisions\/2959"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2938"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2949"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2949"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2949"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}