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PLEC2024-011228

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Energia

La fusión nuclear, fuente de energía de las estrellas, es, actualmente, la esperanza de la humanidad para mantener cubiertas sus necesidades energéticas del futuro. Limpia y virtualmente inagotable, la fusión nuclear se presenta c... ver más

01/01/2024

2K€

Presupuesto del proyecto: 2K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDAD DE SEVILLA No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3688

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UNIVERSIDAD DE SEVILLA No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3688

Presupuesto del proyecto 2K€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto La fusión nuclear, fuente de energía de las estrellas, es, actualmente, la esperanza de la humanidad para mantener cubiertas sus necesidades energéticas del futuro. Limpia y virtualmente inagotable, la fusión nuclear se presenta como una de las pocas soluciones viables y sostenibles con el medio ambiente.Actualmente, la ruta más prometedora hacia un reactor de fusión se basa en el uso de campos magnéticos toroidales que confinan el plasma en una jaula magnética levitando en el vacío y minimizando su contacto con las paredes del reactor. La topología magnética más avanzada para confinar un plasma de fusión se lleva a cabo en los reactores de tipo tokamak. De hecho, los mayores y más avanzados reactores de fusión, tanto experimentales, como DEMOstradores comerciales (Figura 1), están basados en tokamaks convencionales como DTT, JT60SA, ITER, DEMO o CFETR o esféricos y más compactos como MAST-U, NSTX-U o STEP.Las altas densidades potencia que se pueden lograr en los Tokamaks Esféricos compactos plantean, sin embargo, importantes retos a la hora de evacuar la potencia producida en las reacciones de fusión manteniendo simultáneamente la eficiencia e integridad del reactor. Estos reactores de fusión ultra compactos requieren, por tanto, de técnicas alternativas para la evacuación, y conversión en electricidad, de la potencia de fusión manteniendo una producción autosuficiente de tritio. Los plasmas operados con Triangularidad Negativa, prometen resolver algunos de estos retos al minimizar la interacción del plasma con la pared y facilitar, por su forma, la integración de mantos de producción de tritio tanto en la pared exterior como interior del reactor.El desarrollo de imanes superconductores de alta temperatura (HTS por su nombre en inglés: High Temperature Superconductor) con capacidad para operar a 20K en campos magnéticos de hasta 20T y con elevadas densidades de corriente (hasta 400 A/mm2) han supuesto una revolución en el panorama internacional de la fusión nuclear abriendo el camino hacia reactores de fusión aún más compactos, eficientes y económicos. El atractivo que esta tecnología ha despertado para el desarrollo de reactores de fusión super compactos y económicos se ve reflejado en el número de iniciativas tanto públicas como privadas que han surgido en los últimos años. Destacan las iniciativas privadas Tokamak Energy (TE) y Commonwealth Fusion Systems (CFS) que pretenden conectar a la red eléctrica un reactor de fusión compacto tipo tokamak (TE esférico y CFS convencional) construido con bobinas HTS en la próxima década. De hecho, el tokamak HTS SPARC de la CFS ha movilizado más de 2.000.000.000$ de inversión privada y modificado la hoja de ruta de las grandes potencias mundiales en el desarrollo de la fusión.El objetivo general de este proyecto es el diseño del reactor de fusión por confinamiento magnético más compacto y eficiente posible. Dicho objetivo general, se fundamenta en los siguientes objetivos científico-técnicos específicos (OE):OE1: Diseño integral de un reactor de fusión ultra compacto de alto campo magnético con producción autosuficiente de tritio, basado en tokamaks esféricos de triangularidad negativa y bobinas HTS.OE2: Diseño, prototipado y validación de la primera bobina HTS en un tokamak en operación.OE3: Investigación de aleaciones metálicas para la fabricación de la estructura de las bobinas HTS con criogenia integrada mediante tecnología de fabricación aditiva metálica OE4: Investigación en la monitorización de la salud estructural en tiempo real de la estructura de las bobinas HTS, mediante sensores integrados en la estructura metálica de fabricación aditiva, para protección del reactor de fusión.OE5: Diseño, prototipado y validación de sistema de alimentación para integración en el tokamak SMARTOE6: Validación del sistema de control del tokamak SMART operado con bobinas HTS.

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