El proyecto ITER es un reactor de potencia de fusión experimental
Iter
La fusión nuclear tiene el potencial de ofrecer una potencia casi ilimitada, pero antes de que pueda comenzar, el mundo debe construir un suministro masivo de combustible de litio enriquecido desde cero.
“Una de las mayores piezas de tecnología faltantes es la etapa de enriquecimiento, donde se concentra un tipo específico de litio”, dice Samuel Ward en Woodruff Scientific Ltd, una consultoría del Reino Unido se centró en la fusión nuclear. “No tenemos una solución que se pueda ampliar para producir las cantidades requeridas de combustible para una flota futura de centrales eléctricas de fusión”.
El litio es un combustible crítico para la tecnología de fusión más común en el desarrollo, que fusiona dos formas diferentes de hidrógeno para generar energía. Y la forma rara de litio-6 del metal, que representa solo el 7.5 por ciento de todo litio natural, es la más eficiente para mantener el proceso de fusión. Por lo tanto, la mayoría de los conceptos de poder de fusión dependen del litio “enriquecido”, donde el contenido de litio 6 se ha impulsado a más del 50 por ciento, y a veces hasta el 90 por ciento, del total.
Solo una demostración planta de fusión – Diseñado para ir más allá Reactores de fusión experimentales Al suministrar electricidad neta a la red, requeriría entre 10 y 100 toneladas de litio enriquecido para comenzar y mantener operaciones, Ward y sus colegas encontraron en un análisis. Cada nueva planta de demostración que puede conectarse en línea se sumaría a esa demanda.
La primera planta de este tipo no estará lista hasta aproximadamente 2040, lo que le da al mundo tiempo para enriquecer más litio. Pero los planes de enriquecimiento deberán moverse rápidamente, uno informe dice que el suministro actual de litio 6 es “prácticamente cero”. Estados Unidos tiene una reserva de la Guerra Fría: para apoyar la producción de armas nucleares, el gobierno produjo alrededor de 442 toneladas de litio enriquecido entre 1952 y 1963. Sin embargo, ese proceso dependía del mercurio tóxico, que contaminó tanto el entorno que el daño aún se está limpiando décadas después.
Hoy, la necesidad ha cambiado de cantidades limitadas de litio altamente enriquecido, el requisito de armas nucleares, a cantidades mucho mayores de litio enriquecido en purezas más bajas para la fusión nuclear, dice Egemen kolemen en el Laboratorio de Física de Plasma Princeton de Departamento de Energía de los Estados Unidos.
Para apoyar el poder de la fusión temprana, los investigadores han propuesto una modernización y limpiadora versión del proceso de enriquecimiento, aunque todavía se basa en Mercurio. El año pasado, el gobierno alemán otorgó fondos a un proyecto Eso tiene como objetivo ampliar este tipo de enriquecimiento de litio y hacerlo rentable. “Planeamos encargar la primera planta de enriquecimiento en Karlsruhe en 2028”, dice Michael Franck En Argentum Vivum Solutions, una firma de consultoría en Alemania involucrada en el esfuerzo.
“Lo único que podría proporcionar suficiente litio enriquecido [in the] El corto y medio término es un proceso basado en mercurio “, dice Thomas Giegerich en el Instituto de Tecnología Karlsruhe en Alemania, que también está involucrado en el proyecto. Sin embargo, ese mismo tipo de proceso no será suficiente para satisfacer las eventuales demandas de cientos o miles de plantas de fusión comercial.
“Está bien aceptado que un proceso basado en mercurio no es sostenible para apoyar el despliegue de energía de fusión a gran escala”, dice Adam Stein en el Breakthrough Institute, un centro de investigación en California.
Alguno Métodos de enriquecimiento sin mercurio están siendo investigados, pero no estarán listos en el futuro cercano, dice Giegerich. La Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido también ha sido desarrollo de financiación de procesos de enriquecimiento de litio más limpio, como el uso de microbios para aislar eficientemente el litio 6.
“Si bien otros procesos no se han demostrado a escala comercial debido a la falta de demanda actual y la necesidad de innovación adicional, uno deberá tener éxito”, dice Stein.
Temas: