La fusión nuclear es una de las pocas tecnologías con el potencial de satisfacer la creciente demanda energética a través de fuentes de energía sostenibles, seguras y bajas en emisiones. Motivada por estos retos tanto científicos como tecnológicos, la comunidad catalana de fusión congrega sus esfuerzos en el proyecto de investigación FusionCAT.
Con una duración prevista de tres años, FusionCAT está financiado a través del Plan de acción RIS3CAT y cuenta con la participación de alrededor de 40 investigadores de universidades y centros de investigación. El consorcio está coordinado por el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC) y se compone de la Fundación b_TEC Campus Diagonal-Besós (BTEC), el EURECAT Centro Tecnológico de Cataluña (EURECAT), el Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), el Instituto Químico de Sarriá (IQS), el Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).
“Este proyecto nos ha permitido aglutinar una comunidad activa en el campo de la fusión nuclear en Cataluña”, afirma la investigadora ICREA Mervi Mantsinen, coordinadora de FusionCAT y líder del Grupo de Investigación de Fusión del BSC. La Profesora Mantsinen se mostró optimista y satisfecha con el resultado de la primera reunión con los miembros del proyecto, que se celebró en enero con la asistencia de 23 participantes.
Participantes de la primera reunión de FusionCAT celebrada en el BSC
Los integrantes del consorcio aportan a FusionCAT su experiencia en varios campos, desde tecnologías para reactores de fusión, hasta el estudio del plasma o la física experimental. El proyecto desarrollará iniciativas en las siguientes áreas:
- El modelado total de un reactor de fusión
El plasma y los reactores de fusión son sistemas de alta complejidad física, numérica y computacional. Para modelarlos es necesario integrar múltiples procesos físicos, así como múltiples escalas temporales y espaciales. Por lo tanto, comprender el comportamiento del plasma requiere acoplar múltiples físicas y, con este propósito se acometerán las siguientes tareas: el desarrollo de códigos de multifísica para modelar estos sistemas, su validación experimental y su integración en las cadenas de producción que serán utilizadas durante el funcionamiento de ITER.
- La neutrónica, la producción de tritio y el ciclo operativo del combustible
Los futuros reactores de fusión apuestan por un ciclo basado en una generación ingente de neutrones en el plasma mediante el uso de breeding blankets, los cuales permiten multiplicar la producción de neutrones. Además, para alcanzar una producción energética eficiente, se estudiará el análisis del impacto de los neutrones en el reactor, el ciclo de combustión, la optimización de la conexión del breeding blanket con el sistema de extracción de tritio y la recuperación de hidrógeno junto con la limpieza del combustible.
- El estudio del reactor de fusión
Finalmente, el proyecto FusionCAT lleva a cabo varios estudios centrados en tecnologías aplicables al diseño del reactor, como el uso de imanes basados en materiales Superconductores de Alta Temperatura (HTS, por sus siglas en inglés), la cualificación de la resistencia de los materiales usados en la construcción del reactor, y la implementación de un ciclo de energía basado en CO2 supercrítico.
De esta manera, FusionCAT colabora en la investigación y desarrollo de la fusión, como ya están haciendo otros proyectos más consolidados, entre los que se encuentran el consorcio europeo de investigación de fusión EUROfusion financiado por el programa europeo Horizonte 2020, el proyecto internacional de investigación de energía de fusión ITER, la organización Fusion for Energy (F4E) y otros proyectos nacionales de fusión en colaboración con CIEMAT.
Sobre FusionCAT
El proyecto FusionCAT, con número de expediente 001-P-001722, ha sido cofinanciado en un 50% con 1.923.463,66€ por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo FEDER de Cataluña 2014-2020, con el apoyo de la Generalitat de Cataluña.