Aplicación de herramientas de dinámica de fluidos computacional a la tecnología de fusión nuclear

• Autores: Jorge Fradera Fernández
• Localización: Nuclear España: Revista de la Sociedad Nuclear española, ISSN 1137-2885, Nº. 406, 2019, págs. 32-35
• Idioma: español
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• Resumen

  • A lo largo de los últimos años, la fusión nuclear ha cobrado cada vez más importancia dentro del panorama de la investigación de nuevas fuentes de energía. Actualmente existen varios conceptos mediante los que se pretende alcanzar la fusión nuclear con vistas a construir un reactor comercial capaz de generar energía limpia.

    Una de las iniciativas más importantes en el desarrollo de la fusión nuclear es el reactor experimental ITER [1], en construcción en Cadarache, Francia. Este reactor está basado en el confinamiento por campos magnéticos de un plasma de isótopos de hidrógeno, medio en el que se producen las reacciones de fusión nuclear, y presenta un reto tecnológico en un amplio abanico de disciplinas, entre ellas la refrigeración de complejos componentes bajo condiciones extremas tanto térmicas como de radiación.

    IDOM [2] participa desde hace años en el cálculo de varios componentes del reactor ITER mediante herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD) y ha desarrollado una metodología propia que permite la simulación de grandes estructuras y su análisis detallado desde el punto de vista de diseño, operativo y de seguridad.

    Estos proyectos se han centrado en la refrigeración de la vasija de vacío (Vacuum Vessel) que blinda de la radiación emitida por el plasma además de evacuar el calor que ésta genera para la posterior producción de electricidad.

    La vasija, que es un componente esencial y crítico perteneciente al sistema primario de transferencia de calor, está formada por una estructura seccionada toroidal de acero de doble pared refrigerada por agua en su interior. Nueve sectores conforman los 360 grados del toroide como se muestra en la Figura 1, albergando también diferentes sistemas de diagnóstico, control y operación, además de soportar los módulos de la primera pared en contacto con la cavidad en la que se encuentra el plasma. La estructura toroidal, diseñada mayoritariamente en acero resistente a la radiación, mide siete metros de altura con un radio de seis metros, 8000 toneladas de peso y está actualmente en construcción.