Perfect Ardamax escribió:Perfecto ya no me queda ninguna duda sobre el porque vamos a funcionar con tritio mucho mucho tiempo
Ademas ya de paso lo as explicado también que me puedo empezar a imaginar mentalmente el diseño de la estructura la unica duda que me queda es la misma que a
vik_sgc ¿ NO HAY UNA FORMA MÁS DIRECTA DE OBTENER ELECTRICIDAD?
Haberlas las hay, pero son todas teóricas y de momento nadie se ha planteado un estudio más allá de la idea conceptual. Los métodos de conversión directa se basan principalmente en 2 fenómenos: elecromagnéticos o fotoeléctricos. En los electromagnéticos tenemos por un lado el método inductivo, en el cual el cambio del campo magnético en el plasma genera una fuerza electromotriz o el método electroestático, en el cual los iones del plasma podrían hacer un trabajo útil al ponerlos dentro de un campo eléctrico. En los fotoeléctricos, la radiación electromagnética que proviene del plasma se podría usar mediante efectos fotoeléctrico. Pero lo dicho, todo esto está en el terreno conceptual.
Perfect Ardamax escribió:Puedo entender que si quieres obtener tritio (para así compensar la perdida inicial de este elemento por la fusión) necesites
hasta la parte de (breeding blanket) entiendo también que "inelastic scattering" (activando -haciendo radioactivos- así los materiales donde ha sido absorbidos) por lo que los materiales de la pared de reactor necesiten ser sustituidos cada 1,5-2,5 años.
Pero a mi entender la parte que te pongo en negrita sobra lo que quiero decir es ¿No seria mejor pasarlo directamente al circuito con agua mediante un intercambiador de calor en lugar de tener el circuito de helio de por medio?
De los 7 diseños de blankets, hay alguno que propone agua como refrigerante (creo que el concepto de blanket japonés). Sin embargo, usar agua tiene múltiples desventajas, todas ellas referentes a seguridad de la planta debido a incompatibilidad de materiales:
1. Incompatibilidad con berilio: como dije antes, dentro de los blankets necesitamos berilio para multiplicar el número de neutrones que chocarán con litio para aumentar la producción de tritio. En caso de fugas de agua al berilio, éste reacciona con el agua dando hidrógeno y ya sabemos todos, especialmente después de fukushima, qué ocurre con acumulaciones de hidrógeno.
2. Permeación de tritio en agua: el tritio no deja de ser un isótopo del hidrógeno y este gas es extremadamente ligero... y pequeño. Tan pequeño que, aunque parezca imposible, logra filtrarse (muy poco, pero logra) por las paredes de la estructura del blanket, llegando al refrigerante. El tritio, al llegar al agua, genera agua tritiada, otro problema de seguridad, porque es altamente tóxico de filtrarse al exterior. Por otra parte, separar el tritio del agua es bastante difícil, mucho más que si usamos helio y, como ya sabemos, el tritio es el oro de la fusión: no podemos malgastar ni un miligramo.
3. Corrosión y cambios de fase: para poder refrugerar las estructuras sometidas a un calor residual tan elevado, el agua que tiene que circular por la estructura del blanket tiene que hacerlo a grandes presiones (en estado supercrítico), provocando un estado de tensiones en la estructura difícil de mantener a ralla. Además, el agua tiene la desventaja extra de tener predisposición a fenómenos de cavitación, golpes de ariete, cambios locales de fase por presencia de puntos calientes o separación de flujo, etc. Por último, el material usado en los blankets es un acero especial llamado EUROFER (a continuación amplio este punto para responder a tu última pregunta) que tiene la propiedad de oxidarse rápidamente con el agua.
Perfect Ardamax escribió:PD: Otra pregunta: De la parte de "inelastic scattering" ¿Que elementos transmutados genera? lo digo por saber sus vidas medias entiendo que si este proceso se produce sobre el acero estructural debería generar isotopos radiactivos de Fe y C (entre otros componentes extra que lleve ese acero especifico) si eso es así entonces entiendo que los isotopos más peligrosos serian 60Fe (con un periodo de vida de 1,5 millones de años) y el 14C (con un periodo de vida de 5730 años)
Emitiendo ambos radiaciones Beta
¿Estoy en lo cierto GORDON?
Saludos
Has tocado otro punto interesante. Otro apartado a investigar en ITER es la viabilidad del uso de aceros estructurales de baja actividad. En los inicios de ITER, cuando aun se llamaba NET (Next European Torus), ya se hizo presente que el cambio de los blankets se tendría que hacer de forma regular y bastante frecuente (más que nada para recambiar el litio gastado para producir tritio, aunque también por el desgaste y pérdida de ductilidad del acero estructural). Si como tú dices, algunos elementos del acero van a convertirse en residuos de larga actividad, la atractividad de un reactor de fusión frente a uno de fisión convencional se reduce. El siguiente gráfico ya lo he puesto alguna otra vez por aquí, pero merece la pena revisitarlo de vez en cuando:
El Fe no da tanto dolor de cabeza como lo dan el Nb, Mo o Ni (o Al, éste te lo digo yo de memoria
). En el desarrollo del acero para ITER se han substituido estos elementos por Ta y W, que confieren al acero estabilidad en la composición y resistencia a altas temperaturas. Tomando como base un acero 8%CrMn y con estas especificaciones, iterando en la composición se ha obtenido un acero CrMnVWTa ferritico-martensitico de baja actividad (RAFM=Reduced Activation Ferritic Martensitic) llamado EUROFER-97. La actividad de este acero promete un nivel de radiación por debajo del límite que permite su reciclado en unos 100 años:
En la gráfica, MANET (Martensite for Next European Torus) es el tatarabuelo del EUROFER. OPTIFER, el abuelo y EUROFER ref (de referencia), el modelo a seguir. F82H-mod es otra opción que se considera y que junto al Eurofer, dan un limite superior e inferior al nivel de radiación del acero que se ha de reciclar (zona sombreada).
Un saludo
