¿Qué opinas del generador de fusión ITER? ¿Qué pasaría si uno de los imanes fallara?

Ayer llamé a ITER una hermosa monstruosidad. Actualmente es una estimación de 18 mil millones de dólares para un experimento de prueba de principio para un concepto que nunca podría convertirse en una planta de energía práctica.

El proyecto de fusión ITER tomará al menos 6 años más de lo planeado

Si falla uno de los imanes, esto produciría otra solicitud de subvención:

“ Estimados señores, los 18 mil millones que hemos gastado hasta ahora del dinero de sus ciudadanos han sido la mejor inversión jamás realizada en la historia de la ciencia. Aprendimos mucho sobre inestabilidades de plasma e incluso el evento que destruyó ITER nos enseñó mucho. Estamos seguros de que si pudiéramos obtener un poco más de dinero para arreglar el experimento, digamos seis mil millones, definitivamente tendremos un mundo alimentado por energía de fusión, demasiado barato para medir, en 20 años. ”

¿Qué es lo peor que podría salir mal cuando el experimento ITER enciende su reactor termonuclear (es decir, su “estrella embotellada”)? • / r / askcience

Este último enlace menciona que JET, un experimento de fusión de 3000 toneladas, fue levantado “varios cm del piso” cuando el campo magnético sufrió una interrupción.

Intentaré responder su pregunta más directamente que las otras respuestas.

ITER es un reactor experimental de fusión, no una planta de energía. Cada experimento o “disparo” durará aproximadamente media hora. Se espera que ITER avance nuestra comprensión del comportamiento de los plasmas en llamas (plasmas de fusión donde la mayor parte del calentamiento proviene de la salida de la reacción de fusión en sí, en lugar del calentamiento externo). También evaluará las tecnologías de mejoramiento de tritio y la durabilidad de la primera pared. materiales que se enfrentan al plasma: todas las tecnologías cruciales que deben ser avanzadas antes de que una planta de energía de fusión pueda realizarse. Mi opinión personal es que cada una de estas misiones es crucial, pero que por una variedad de razones, incluido el tamaño, la configuración de la burocracia, los retrasos en el sitio, etc., se está volviendo demasiado costosa. Probablemente continuará y se activará, pero mientras tanto, otros desarrollos en la tecnología de fusión pueden volver obsoletas algunas de sus tecnologías, sin embargo, se aprenderá mucho.

Si un imán fallara en el sentido de cortocircuito, ese magnético sería efectivamente destruido por el calentamiento de Joule en el superconductor. Como no hay imanes de repuesto, ITER estaría fuera de línea durante varios años para que se construya e instale un reemplazo SI efectivamente se hizo. La consecuencia inmediata de la falla del imán sería una pérdida de confinamiento del plasma. Si el corto se detectó lo suficientemente pronto, es posible que haya habido tiempo para desacelerar otros sistemas de manera controlada. En el peor de los casos, se produciría una “interrupción” importante en la que se liberaría todo el plasma y la energía magnética (esta última es mucho mayor) a la vez. Probablemente se causaría un daño significativo a la primera pared del tokamak y posiblemente a otros componentes que también requieran reparaciones importantes (pero no tan extensas y que realmente reemplacen el imán). El funcionamiento del ITER o cualquier otro dispositivo de fusión magnética nuevo requiere un aumento lento en el poder de los imanes y el monitoreo cuidadoso de este tipo de fallas durante un período de meses a años.

Creo que el resultado probable de tal falla, especialmente si sucedió más adelante en la vida útil del dispositivo, sería terminar el proyecto. Desde el punto de vista de la seguridad, no habría peligro para los operadores o las áreas circundantes.

El plasma que finalmente se producirá en el reactor ITER no es denso como los sólidos en los reactores de fisión. Si cesa el confinamiento, los iones de plasma golpearán rápidamente las paredes de los vasos y se volverán demasiado fríos para la fusión. Habría algún daño en las paredes, pero el reactor estaría apagado. No quedaría plasma de que hablar en cuestión de segundos. No es necesario apagarlo activamente.

Por supuesto, esa no es la forma ideal de detener las reacciones, pero el punto es que las reacciones ranaway son imposibles en un reactor de fusión de confinamiento magnético.

La parte realmente difícil es mantener las reacciones el tiempo suficiente para extraer mucha más energía de la que entró para calentar el plasma en primer lugar y luego hacer que las reacciones de fusión continúen.

No sé casi nada sobre este tema, pero sé que una de las razones por las que se busca la fusión es porque es completamente imposible que sea peligroso de la misma manera que lo es la fisión. Los reactores de fisión pueden y se han salido de control, derritiendo las barras de combustible de uranio si el agua de enfriamiento no circula o si las barras de control no funcionan correctamente. Chernobyl viene a la mente, por ejemplo. Los reactores de fusión, por otro lado, siempre se apagaban si fallaba el confinamiento magnético, ya que la reacción de plasma súper caliente se apagaba casi instantáneamente al tocar las paredes del reactor.