PROYECTO ITER

1.¿Qúe es la energía nuclear?

La energía nuclear es la energía en el núcleo atómico, es decir, la parte central de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un material. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.

La tecnología nuclear nos permite transformar este tipo de energía en otros tipos de energía: energía eléctrica (en las centrales nucleares), energía cinética (en determinados sistemas de propulsión)...

El uso más común y conocido de la energía nuclear es la producción de energía eléctrica o electricidad.

FISIÓN

La primera reacción nuclear realizada en la historia de la humanidad fue la fisión nuclear. Este proceso consiste, en sentido estricto, en la descomposición de un núcleo pesado en otros dos núcleos de masa y número atómico aproximadamente igual a la mitad del núcleo original. Los átomos de partida en los procesos de fisión nuclear son el uranio 235 (un isótopo raro del uranio, presente en 1/140 partes en sus menas naturales) y el plutonio.

Gráfica del defecto o diferencia de masa frente al número másico.

Las reacciones de fisión son muy exoenergéticas, y su primera utilización histórica se produjo en la bomba atómica que cayó sobre Hiroshima (Japón) al final de la Segunda Guerra Mundial. Hoy día, la fisión nuclear se emplea con fines civiles (centrales nucleares), de transporte (propulsión nuclear) y militares (armamento atómico). La primera reacción de fisión autosostenida se logró en 1942 en la Universidad de Chicago, merced a los trabajos del equipo de este centro que dirigía el físico de origen italiano Enrico Fermi (1901-1954).

Un ejemplo clásico de reacción de fisión nuclear es la ruptura del núcleo de uranio 235 por bombardeo con neutrones lentos, para producir núcleos de bario 139 y kriptón 86, además de neutrones y una energía de salida de 175 MeV. El esquema de esta reacción es el siguiente:

La producción de once neutrones en salida de este proceso es fundamental para lograr la continuidad de la misma, en forma de una reacción en cadena.

FUSIÓN

El proceso de fusión nuclear es conceptualmente inverso al de la fisión. En la fusión, dos núcleos ligeros se unen entre sí para constituir un átomo más pesado. El rendimiento energético de las reacciones de fusión es muy superior al de las de fisión. En términos de energía por nucleón, en la fisión se producen 0,74 MeV, mientras que en las reacciones de fusión esta cifra se eleva hasta 3,52 MeV.

La forma más típica de reacción de fusión nuclear es la conversión de dos núcleos de hidrógeno (uno de deuterio, o hidrógeno 2, y otro de tritio, o hidrógeno 3) en uno de helio, con emisión de un neutrón y una cantidad de energía muy elevada. El esquema de esta reacción es el siguiente:

La fusión nuclear, en diversas cadenas reactivas (protón-protón y ciclo del carbono), constituye la fuente de energía de las estrellas.

PROYECTO ITER

El ITER se está construyendo en Cadarache (Francia) y costará 24 000 millones de euros, convirtiéndolo en el quinto proyecto más costoso de la historia, después del Programa Apolo, de la Estación Espacial Internacional, del Proyecto Manhattan y del desarrollo del sistema GPS.

El 24 de mayo de 2006 los siete socios del proyecto ITER --Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, India, Rusia y China-- firmaron en Bruselas el acuerdo internacional para el lanzamiento del reactor de fusión internacional con el modelo Tokamak, que se construirá en Cadarache, en el Sudeste de Francia usando el diseño Tokamak. Los costes de construcción del reactor se estimaron en 4.570 millones de euros y la duración de la construcción en 10 años. La UE y Francia se comprometieron a contribuir con el 45% del coste, mientras que las otras seis partes acordaron aportar cada una el 9%.

Durante el Consejo de Gobierno del proyecto ITER que tuvo lugar en noviembre de 2016 se aprobó el nuevo planning global del proyecto, conteniendo como principales hitos el Primer Plasma en 2025 y las primeras operaciones con deuterio y tritio para el 2035.3​

Su objetivo es probar todos los elementos necesarios para la construcción y funcionamiento de un reactor de fusión nuclear que serviría de demostración comercial, además de reunir los recursos tecnológicos y científicos de los programas de investigación desarrollados en ese entonces por la Unión Soviética, los Estados Unidos, Europa (a través de EURATOM) y Japón. El ITER cuenta con el auspicio de la IAEA, así como una forma de compartir los gastos del proyecto.

Pero el proyecto Iter debe hacer frente a varios problemas como el del tritio, un elemento radiactivo de corta duración. El problema surge cuando es liberado por accidente.

   

“Si se produjese un accidente… ¿Qué tipo de accidente? Una fuga debido a que el recinto no está cerrado herméticamente. Entonces esta materia, que es un gas, se liberaría en la naturaleza. Las cantidades liberadas serían cantidades que no afectarían a la población ya que ésta podría seguir adelante con su actividad sin mayor problema”, explica Bigot.

   

Esta es la razón por la cual un ingeniero está diseñando un tubo especial para el tritio. Un tubo que, en caso de accidente, aspiraría el peligroso elemento.

   

Otro problema de este proyecto es su enorme coste: 16 000 millones de euros, es decir, tres veces más de lo estimado en 2006.

   

“El problema no es el coste de la inversión inicial sino la cantidad de energía que se producirá después. Honestamente creo que, incluso al precio del que usted ha hablado, que es impresionante, esta inversión estará justificada ya que se producirá muchísima energía durante un muy largo periodo de tiempo”, asegura Bigot.

   

En una pantalla de realidad virtual, los componentes del proyecto están siendo analizados con mucho cuidado ya que se está simulando el momento en el que empezarán a funcionar.

   

El proyecto Iter es por ahora solo un sueño. Un sueño que podría no hacerse realidad pero en el que ya creen firmemente Bernard Bigot y todo su equipo.