El Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) ha sido seleccionado para dirigir y colaborar en cuatro proyectos dentro del programa FIRE del Departamento de Energía de Estados Unidos, enfocados en avanzar tecnologías para el desarrollo de energía de fusión. Con un financiamiento total de 128 millones de dólares, estos desarrollos buscan disminuir la distancia entre la investigación científica y la implementación industrial de reactores de fusión.
Las nuevas tecnologías y materiales para la energía de fusión
Uno de los proyectos dirigidos por ORNL, SWIFT-PFC, apunta al diseño y validación de materiales que soporten el contacto directo con plasma a altas temperaturas. Estos componentes, conocidos como PFC (plasma-facing components), requieren propiedades mecánicas y térmicas excepcionales. Este proyecto integrará simulación avanzada, modelado iterativo y pruebas experimentales para crear un flujo de trabajo integral que acelere su desarrollo y validación.
Por otra parte, el proyecto SWIFT-PFC se complementa con IMPACT, un esfuerzo paralelo centrado en materiales estructurales como aceros avanzados y aleaciones de vanadio. Ambos proyectos buscan sentar las bases para una futura planta piloto de fusión.
La instalación experimental HASTE, también bajo liderazgo de ORNL, permitirá probar en condiciones realistas el rendimiento de tecnologías de mantas y sistemas de refrigeración. Además, se replicarán las temperaturas, flujos y campos magnéticos que enfrentan estos componentes dentro de un reactor de fusión.
Asimismo de evaluar nuevos materiales reproductores como el FLiBe y aleaciones de plomo-litio, HASTE contribuirá a mejorar los códigos de simulación utilizados por la comunidad científica y técnica para el diseño de sistemas de conversión de calor y generación de tritio.
En colaboración con el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton, ORNL participa en el desarrollo del sistema FILMS. Este proyecto busca integrar una primera pared, manta y desviador basados en litio líquido en un sistema continuo de enfriamiento y generación de combustible. Se investigará la interacción de estos flujos metálicos con campos magnéticos intensos y su comportamiento térmico.
El cuarto proyecto, MiRACL, aborda uno de los riesgos operativos más importantes en reactores de fusión: la pérdida abrupta de confinamiento del plasma. ORNL aportará herramientas de simulación que combinan física del plasma y modelos estructurales para evaluar el impacto de estos eventos en los sistemas del reactor.
Por otra parte, se espera que los resultados de MiRACL ayuden a definir estrategias de mitigación y prevención, fortaleciendo el diseño de futuras instalaciones a gran escala.
Fuente y foto: ORNL