Articulo de referencia

Centro Culham para la Energía de Fusión

Coordenadas : 51°39′32″N 1°13′42″W / 51.65889°N 1.22833°W / 51.65889; -1.22833 El Centro Culham para la Energía de Fusión ( CCFE ) es el laboratorio nacional del Reino Unido par...

Coordenadas : 51°39′32″N 1°13′42″W / 51.65889°N 1.22833°W / 51.65889; -1.22833

El Centro Culham para la Energía de Fusión ( CCFE ) es el laboratorio nacional del Reino Unido para la investigación en fusión . Está ubicado en el Centro Científico de Culham , cerca de Culham , Oxfordshire, y alberga el Tokamak Esférico Mega Ampere (MAST) y el ahora clausurado Tokamak Conjunto Europeo Torus (JET) y el Tokamak Pequeño de Relación de Aspecto Ajustada (START).

Anteriormente conocido como UKAEA Culham , el laboratorio fue renombrado en octubre de 2009 como parte de los cambios organizativos en su organismo matriz, la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA). [ 1 ]

Desde 2016 hasta 2025, el director fue el profesor Ian Chapman , y el centro se ha dedicado a trabajar en el diseño detallado final del ITER , así como en los trabajos preparatorios de apoyo a la planta de demostración de energía (DEMO).

En 2014 se anunció que el centro albergaría el nuevo programa de Aplicaciones Remotas en Entornos Difíciles (RACE, por sus siglas en inglés).

Campus de Culham

El centro ocupa el emplazamiento del antiguo aeródromo de la Marina Real Británica RNAS Culham (HMS Hornbill ) , que fue transferido a UKAEA en 1960. UKAEA continúa gestionando las instalaciones y es el principal arrendatario.

Además del CCFE, el centro alberga la sede de la UKAEA y acoge a numerosas organizaciones comerciales y de otro tipo.

Anteriormente fue la sede del club de fútbol de la liga dominical de Upper Thames Valley, JET FC, ahora desaparecido.

Historia

La UKAEA inauguró oficialmente el Laboratorio Culham en 1965, tras trasladar sus operaciones de investigación sobre fusión desde el cercano centro de investigación de Harwell . Culham también integró las actividades de fusión de Aldermaston y otras ubicaciones del Reino Unido para formar un centro nacional de investigación en fusión. John Adams , quien posteriormente se convertiría en Director General del CERN , fue nombrado primer Director del laboratorio.

Culham construyó casi 30 experimentos diferentes en sus dos primeras décadas, probando diversos conceptos de fusión; entre ellos, ondas de choque, máquinas de espejos magnéticos , estelaradores y levitrones. Durante la década de 1970, la investigación se centró en la fusión por confinamiento magnético utilizando el dispositivo tokamak , que se había consolidado como el diseño más prometedor para un futuro reactor de fusión. A finales de la década de 1960, los científicos de Culham ya habían colaborado en el desarrollo del tokamak mediante técnicas de medición de dispersión láser para verificar los resultados altamente prometedores obtenidos por el dispositivo ruso T3. [ 2 ] Esto llevó a la adopción del tokamak por la mayoría de los centros de investigación de fusión a nivel internacional.

En 1977, tras largas negociaciones, Culham fue elegido como emplazamiento del tokamak Joint European Torus (JET). [ 3 ] La construcción comenzó en 1978 y se completó a tiempo y dentro del presupuesto, con el primer plasma en junio de 1983. Desde entonces, la máquina ha establecido una serie de hitos en la fusión, incluyendo la primera demostración de potencia de fusión controlada de deuterio-tritio (1991) y la potencia de salida de fusión récord de 16 megavatios (1997). [ 4 ] Inicialmente, la instalación JET fue gestionada por un equipo multinacional como una entidad independiente en el emplazamiento de Culham bajo el acuerdo de la Empresa Conjunta JET. Sin embargo, desde 2000, UKAEA ha sido responsable de la operación de JET en nombre de sus socios de investigación europeos, a través de un contrato con la Comisión Europea .

En la década de 1980, el Laboratorio Culham desempeñó un papel fundamental en el desarrollo del concepto de tokamak esférico : una versión más compacta del tokamak en la que el plasma se mantiene en un campo magnético más intenso, con forma de manzana ahuecada, en lugar de la configuración toroidal convencional. Se cree que esto ofrece ventajas potenciales al permitir dispositivos de fusión más pequeños y eficientes. El experimento START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak) en Culham (1991-1998) fue el primer tokamak esférico de tamaño completo. Su impresionante rendimiento propició la construcción de un dispositivo más grande, el MAST (Mega Amp Spherical Tokamak), que operó entre 2000 y 2013.

Directores

Actividades actuales

programa de fusión del Reino Unido

El CCFE cuenta con un amplio programa de actividades que abarca la física del plasma tokamak, el desarrollo de tecnologías para la planta de energía de fusión prototipo DEMO, el desarrollo de materiales adecuados para un entorno de fusión, actividades de ingeniería, la formación de estudiantes, graduados y aprendices, y actividades de divulgación pública e industrial.

También participa en un programa europeo coordinado, gestionado por el consorcio de institutos de investigación EUROfusion . Este programa se centra en la implementación de la hoja de ruta europea para la fusión nuclear, con el objetivo de lograr la generación de electricidad mediante fusión para 2050.

CCFE participa en diversas colaboraciones internacionales, en particular en el tokamak ITER que se está construyendo en Cadarache , Francia. Además de contribuir a los preparativos científicos para ITER con experimentos de física de plasmas en Culham, CCFE está desarrollando tecnología para el proyecto, como aplicaciones de manipulación remota, sistemas de calefacción especializados e instrumentación para mediciones de plasma (diagnóstico).

En junio de 2021 se anunció que un consorcio que incluía a General Fusion , con el respaldo de Jeff Bezos , construiría una nueva planta de demostración de fusión en el CCFE. Está previsto que entre en funcionamiento en 2025. [ 6 ]

Actualización del mástil

El programa nacional de fusión nuclear del Reino Unido se centra en MAST Upgrade, un sucesor más potente y mejor equipado del Mega Ampere Spherical Tokamak . La construcción de MAST Upgrade comenzó en 2013 y su puesta en marcha en 2019.

La actualización de MAST se implementará en tres etapas. Se acordó la financiación con el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas para la actualización del núcleo (Etapa 1a), que comenzó las operaciones de plasma en 2020. [ 7 ] Dos fases adicionales (Etapa 1b y Etapa 2) seguirán en años posteriores, sujetas a la financiación.

MAST Upgrade tiene tres misiones principales:

  1. Argumente a favor de una Instalación de Pruebas de Componentes de Fusión (CTF). Una CTF probaría los sistemas del reactor para DEMO , y un tokamak esférico se considera un diseño ideal para la instalación;
  2. Contribuir a la base de conocimientos de ITER y ayudar a resolver cuestiones clave de la física del plasma para garantizar su éxito;
  3. Sistemas de reactores de prueba. MAST Upgrade será el primer tokamak en probar el innovador divertor Super-X , un sistema de escape de alta potencia que reduce la carga energética generada por las partículas que salen del plasma. De tener éxito, Super-X podría utilizarse en DEMO y otros futuros dispositivos de fusión.

Torus Europeo Conjunto (JET)

CCFE es responsable del funcionamiento y la seguridad de las instalaciones de JET en nombre de EUROfusion. Sus ingenieros también se encargan del mantenimiento y la actualización del dispositivo JET para satisfacer las necesidades del programa de investigación. Las actualizaciones se realizan principalmente mediante un sofisticado sistema de manipulación remota que evita la necesidad de acceso manual. Por ejemplo, entre 2009 y 2011, los ingenieros de manipulación remota desmontaron el interior de JET para instalar una nueva pared interior de 4500 baldosas, lo que permitió a los investigadores probar materiales para el futuro tokamak ITER.

Además, el CCFE participa en el programa científico JET junto con las otras 28 organizaciones de investigación EUROfusion de toda Europa.

Fondos

La financiación del programa nacional de fusión del CCFE proviene de una subvención del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas. El funcionamiento del JET se financia mediante un contrato bilateral entre la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido y la Comisión Europea.

Efecto del Brexit

Según un reportaje de la BBC del 29 de noviembre de 2016: «Desde la votación del Brexit , muchos en el centro se han puesto "extremadamente nerviosos" ante la incertidumbre sobre la financiación futura y la libertad de circulación. Cinco investigadores ya han regresado a Europa continental y otros, según se dice, están considerando su situación». [ 8 ]

Sin embargo, algunas de esas preocupaciones se disiparon en 2019 con la noticia de que JET continuaría recibiendo financiación después del Brexit. [ 9 ]

Referencias

  1. "Lanzamiento del Centro Culham para la Energía de Fusión" , Centro Culham para la Energía de Fusión, 31 de octubre de 2009
  2. Forrest, Michael (2011) Lasers Across the Cherry Orchards , Tandem Press, ISBN 978-0-9568557-0-1
  3. Clery, Daniel (2013) A Piece of the Sun , Duckworth Overlook, Londres, pp. 143-146, ISBN 978-0-7156-4525-3
  4. "Los disparos del DT que se oyeron en todo el mundo" , Revista ITER, diciembre de 2013
  5. "Personal clave" . Archivado del original el 16 de noviembre de 2018. Consultado el 6 de febrero de 2018 .
  6. McGrath, Matt (17 de junio de 2021). "Energía nuclear: Se construirá en el Reino Unido una planta de fusión respaldada por Jeff Bezos" . BBC News . Consultado el 17 de junio de 2021 .
  7. Rincon, Paul (29 de octubre de 2020). "Experimento de fusión en el Reino Unido utilizado en la búsqueda de energía limpia" . BBC News Online . Consultado el 30 de octubre de 2020 .
  8. Shukman, David (29 de noviembre de 2016). "El laboratorio de fusión nuclear del Reino Unido se enfrenta a un futuro incierto" . BBC News . Consultado el 6 de febrero de 2018 .
  9. "Científicos británicos de fusión consiguen nueva financiación a pesar del Brexit" . World Nuclear News . Consultado el 1 de febrero de 2021 .
  • Sitio web oficial