ITER :

una experiencia a 15 millares de euros

El reactor de fusión : peligroso

Litio más agua = explosión !

El 16 de mayo 2011 una delegación del Parlamento Europeo vino al hotel del Rey René, en Aix en Provence, donde elle a escuchado varias presentaciones hechas por los responsables del proyecto ITER. Yo pude dar a la parlamentaria Michele Rivasi 40 ejemplares de una memoria que había impreso en mi casa y que representa una versión reducida de lo que van a leer más abajo. La parlamentaria las distribuyó al resto de los enviados del Parlamento Europeo,

Aproximadamente 200 manifestantes anti-nucleares se habían concentrado delante del hotel. Eran pocos, visto lo que está en juego, y yo era el único científico, e incluso el único ingeniero o técnico. Los manifestantes eran los típicos anti-nucleares de base.

Cierto que gente como yo se despertaron después de la picadura de recordatorio representada por los sucesos de Fukushima. Pero esta toma de consciencia, en mi caso, de lo mortífero que puede ser lo nuclear es definitiva. Simplemente nunca me había hecho la pregunta. En el pasado los militantes de primera hora sufrieron en sus carnes los golpes de cachiporra de las fuerzas del orden, las granadas lacrimógenas, o las granadas defensivas que causaron la muerte de Michalon, manifestante contra la implantación del sobre-generados de Creys-Malville el 31 de julio de 1977 y que recibió una de estas granadas en el pecho donde explotó.

Todavía hoy hay gente que viene a encadenarse a las vías del tren por donde pasan los convoyes que llevan los residuos radiactivos al "centro de reproceso de la Hague" (de hecho se trata de un centro de extracción de plutonio con el que se fabrica el combustible nuclear made in France MOX, que es utilizado en 20 reactores en Francia, el reactor numero 3 de Fukushima, y que Francia vende al extranjero). Los encadenados son generalmente desalojados brutalmente, muchos son heridos, y que por tanto luchan porque nosotros y nuestros niños disfrutemos de salud y escapemos a los manejos lucrativos de los nucleópatas.

La caravana mortífera tiene que pasar, a cualquier precio.

Reconozco que me da vergüenza haber reaccionado tan tarde y me dan ganas de vomitar al no ver a ninguno de mis colegas científicos o ingenieros unirse a esta protesta legítima. La toma de consciencia del peligro demente de lo nuclear se está haciendo en este momento, estimulada por la catástrofe de Fukushima, y a pesar del black out por parte de los medios de comunicación, accionados por los barones del átomo.

Pero antes que esto sea así, aquellos que se manifestaban contra lo nuclear eran tratados de marginales, de soñadores, cuando simplemente tenían una visión más clara y más precoz que nosotros de la situación real.

Como veremos más abajo, las cosas son mucho peores de lo que uno podía pensar.

Hasta ahora los argumentos presentados contra la implantación del proyecto ITER eran sobre todo de tipo medio ambiente, si no paisajista. Acabo de ver un vídeo grotesco, chocante, tomado de una presentación del sitio del proyecto ITER donde la guía indica que habían delicadamente cambiado de sitio a los murciélagos para incitarles a que hagan sus nidos en otro sitio. También se ha tenido en cuenta la flora protegida.

Pero que tontería mas grande, cuando descubran lo que sigue.

Conocemos las criticas sobre la radio-toxicidad del tritio, substancia radioactiva que posee una vida media de 12,3 años. Si, el problema esta ahí y es muy real. El tritio es un isótopo del hidrógeno cuyo núcleo contiene un protón y dos neutrones, contrariamente al núcleo del hidrógeno ligero (un único protón) y del otro isótopo, el deuterio (un protón y un neutrón). Los tres están acompañados de un único electrón. Este electrón constituye el “cortejo electrónico” del átomo considerado que determina las propiedades químicas de la substancia.

Así, y desde un punto de vista químico, el hidrógeno ligero y sus dos isótopos, deuterio y tritio, tienen casi las mismas propiedades.

Cuando el hidrógeno « pesado » se combina con el oxigeno, se obtiene la molécula que se llama agua pesada. Todas las combinaciones de los tres núcleos con el oxigeno son posibles, y entre ellas encontramos las moléculas que contienen uno o dos átomos de tritio.

Este agua rica en tritio será radiactiva.

Los opositores al programa ITER argumentaran que, como el tritio es como el hidrógeno, es por tanto excesivamente difícil de confinarlo sin riesgo. Las minúsculas moléculas de hidrógeno ligero pueden pasar a través de las válvulas y de las juntas. Todavía peor, el hidrógeno puede atravesar paredes sólidas ! El tritio es todo un campeón de la evasión pues pasa a través de las juntas hechas y de la mayoría de los materiales polímeros.

Desde un punto de vista biológico no hay peligro ni con el hidrógeno ligero ni con el deuterio. Con el tritio, es otra historia. El átomo de hidrógeno tiene la propiedad de poder combinarse con una gran cantidad de otros átomos para dar lugar a un numero considerable de moléculas tanto en el reino mineral como en el de la bioquímica.

Haciendo esto, este tritio podrá pasar a integrar las cadenas alimentarias e incluso el ADN.

Los partidarios de ITER podrán replicar que un largado o un escape de tritio, correspondiente al funcionamiento de la máquina test, o de sus descendientes, se traduciría sólo por una polución insignificante, " no presentando ningún peligro desde el punto de vista de la Sanidad Pública ".

Estamos habituados a oír esto de la boca de todos los nucleocratas desde hace algunas décadas.

Otro argumento esgrimido por los defensores del proyecto ITER  : en el cuerpo humano existen lo que se llama “los ciclos del agua”. Si el cuerpo humano absorbe agua de tritio este la pondría en la naturaleza rápidamente. Su “periodo biológico” (de un mes a un año) es inferior a su “periodo radiológico”.(Wikipedia).

http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio

http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme

Las cosas serian diferentes si los átomos de tritio se encontraran ligados, por ejemplo, a moléculas de ADN. Aquí tocamos a las consecuencias de una contaminación a baja dosis que ejerce sus efectos a largo plazo.

Y aquí todavía los partisanos de ITER se encogerían de hombros y dirían que las cantidades de tritio son tan sumamente pequeñas que pasarían desapercibidas... etc ...,

A guisa de conclusión se puede decir es que no se pueden encontrar criticas eficaces en este terreno.

Está, por supuesto, el coste del proyecto, que explota y la multiplicación por tres del presupuesto no es sino un pálido comienzo, como veremos mas adelante, junto con los aleas del calendario. La pregunta crucial, y que escuece :

- Y la energía eléctrica, para cuando ?

Los aspectos técnico-científicos que vamos a tratar mas abajo hacen que sea imposible hacer previsiones, tanto en los presupuestos venideros como en los plazos, y simplemente en términos de factibilidad y de rentabilidad.

Comencemos, en primer lugar, por buscar el origen del proyecto ITER

http://www.iter.org/proj/iterhistory

Leemos que este proyecto resultaría de una discusión entre Gorbatchev y Reagan que tuvo lugar en Ginebra en 1985, al final de la Guerra Fría.

Reagan y Gorbatchev en Ginebra, en 1985

La detención de reservas alucinantes de dispositivos nucleares y de misiles ha dado al átomo una imagen totalmente negativa, apenas atenuada por la connotación positiva del nuclear civil. Sabemos, en efecto, que un reactor civil puede ser reconvertido en un reactor plutonigénico y así ser capaz de fabricar el explosivo tipo de las bombas de fisión: el plutonio.

- La catástrofe de Chernobil nos ha demostrado que este átomo pacifico, del cual habíamos soñado que podría traer el bienestar a la humanidad, podía destruir su entorno, durante un tiempo ilimitado, mas allá del … tiempo de vida de nuestra especie y al mismo tiempo mostrarse nocivo para nuestra salud y para el capital genético de la humanidad. Estos argumentos no pueden pasar en silencio.

- Si incluimos los problemas inextricables ligados al almacenamiento de los residuos y al desmantelamiento de las centrales nucleares, del cual no se tiene ni idea de como se va a proceder.

- Incluimos el ineludible fenómeno de la diseminación del arma nuclear.

Añadimos también que un año después de este encuentro sucedió Chernobil

Se hace cada vez mas apremiante la necesidad de encontrar un “átomo pacífico” que no pueda servir a crear una nueva arma, y cuyos desechos estén constituidos por un gas inofensivo  : el helio que no pueda dar lugar a una diseminación de “materiales sensibles”.

Inmediatamente se piensa en los generadores de fusión deuterio-tritio a los que se les atribuye toda clase de virtudes.

Una energía inagotable, diríamos. Y de pensar en las cantidades fenomenales de deuterio y de tritio (o de litio, a partir del cual se puede fabricar el tritio) contenidos en el agua de los océanos.

La energía proveniente de la fusión es primeramente un mito, muy fuerte, el del “átomo benefactor”, sin peligro, pacifico y de “energía ilimitada”..

Incluimos una imagen que habla al imaginario humano, el de un “sol en probeta”.

El hombre siempre ha asociado los grandes fenómenos de la Naturaleza a construcciones mitológicas. El agua que cae del cielo permite obtener buenas cosechas. Las civilizaciones precolombianas imploraban al cielo para que les diera ese liquido vital : la lluvia. Pero el agua es también aquella de las inundaciones, la que destruye, la que mata.

Lo mismo ocurre con el Sol. Para los Antiguos Egipcios los dioses no eran otra cosa que la declinación de la deidad central, solar. Râ era el sol benefactor que augura las buenas cosechas, mientras que su hermano Seth, el terrible dios sol del desierto árido, era aquel que secaba las cosechas y hacia morir de sed a los viajeros extraviados.

Existe un mito del átomo. Cuando Oppenheimer, que sabia leer sánscrito, vio por primera vez desencadenarse el fuego nuclear delante de sus ojos se puso instintivamente a recitar un poema indio de la Baghava Gita (verso 33, capítulo 11), que acaba con la frase  :

Yo soy la muerte, la destructora de todos los mundos

http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita

El átomo comienza a formar parte de la historia, a tener un sitio en el imaginario de los hombres, que toma forma de un dios terrible comparable al rayo de Júpiter, al martillo de Thor, con sus connotaciones bíblicas del Apocalipsis, de fin del mundo.

Y después viene el tiempo del átomo pacifico, que dispensa confort y mejora de la calidad de vida. Un átomo que calienta los hogares, alimenta los motores de los AVE que nos transportan tan confortable y rápidamente.

Pero los dramas de Chernobil y de Fukushima se imponen como llamamientos al orden brutales, violentos. Entonces el átomo se convierte en algo como una peste blanca, invisible, inodora, lentamente mortífera.

- Todos no morirán pero todos han sido tocados.....

Aun cuando el funcionamiento de las centrales parece efectuarse sin problemas se han constatado incidencias en el plano sanitario, en empleados que trabajan en dichas centrales. Un estudio llevado a cabo por el INSERM (Instituto Nacional de la Salud y de la Investigación Médica francés) muestra que se encuentran dos veces mas casos de cáncer en los susodichos empleados, aun cuando los dosímetros señalan dosis inferiores a las normas fijadas (arbitrariamente) por la Autoridad de Seguridad Nuclear.

Aquí tienen el átomo civil, a pesar del lobby poderoso impulsado por los nucleocratas, que toma una forma inquietante.

Entonces, por que no fomentamos mas “este sol en probeta”, este átomo que vuelve a ser benéfico, sin riesgo. Si un avión se estrella sobre un tokamak, o un terrorista comete un sabotaje con explosivos, no habría ningún problema  ! Cuales serian las consecuencias  ? Un poco de deuterio, de tritio, de litio y de helio se escaparían al aire, sin más, diríamos, y al día siguiente el incidente seria agua pasada.

Con la fusión, vemos emerger el mito del “átomo sin riesgo ni residuos”.

Como uno se puede imaginar, esto no es completamente cierto. La fusión deuterio-tritio produce neutrones que a su vez van a contaminar todas las estructuras de los reactores. Estas se volverían radiactivas por “activación”, gracias a la transmutaciones que se operan en todos los materiales expuestos a un flujo importante de neutrones. De esta manera, el desmantelamiento de un reactor a fusión seria igualmente compleja, problemática y costosa que la de un reactor a fisión .

Los partisanos del programa ITER objetarían que los residuos generados en la fusión tendrían vidas medias que se cifran en siglos mientras que la fisión genera radionucleidos mortíferos durante centenas de miles de años.

Una vez hecho este preámbulo, hay que intentar salir del mito, olvidar las frases bonitas, como la del “sol en probeta” y la de “la energía ilimitada”, ser realistas y examinar la propuesta en términos de factibilidad.

Para hacer esto, voy a tener que emplear un discurso de físico. En la medida de posible me esforzaré para que este discurso sea accesible.

La fusión es una torre de marfil protegida por la extrema complejidad de los fenómenos que conlleva. Y esta es uno de las razones que permite a los nucleocratas de evitar cualquier pregunta respondiendo “esto es muy complicado”. Entonces envía a su interlocutor, eventualmente un político, la nube de tinta de la complejidad que le permite esquivar preguntas insidiosas, como un pulpo soltando su nube de tinta.

Entremos pues en el vivo de estas preguntas científicas, y vayamos mas allá del clásico bla-bla para el neófito.

El proyecto ITER se apoya sobre dos series de resultados. Por un lado tenemos el resultado ingles, el del JET (Joint European Torus), obtenido en el laboratorio de Culham en octubre 1997, donde la inyección de diferentes formas de energía permitió, durante un segundo, la realización de reacciones de fusión, con un coeficiente

Q = 0,7

Que significa este coeficiente Q ? Es el cociente entre la energía bruta emitida en la fusión y la energía inyectada bajo la forma de micro-ondas, inyección de particular “neutrales”, etc...

Un reactor de fusión produce una energía cuyo flujo es proporcional al volumen de la caldera nuclear, o lo que es lo mismo al cubo de su dimensión característica (tomemos, por ejemplo, el diámetro del toro de plasma).

Las perdidas en energía se efectúan en las paredes, y son proporcionales a la superficie de la caldera. Varían como el cuadrado de su dimensión característica.

La conclusión es que el coeficiente Q sigue la ley de evolución :

Si el JET se cantona a este valor Q = 0,65 quiere decir que la maquina era demasiado pequeña. ITER, dos veces mas grande debe permitir de subir a un coeficiente dos veces mas elevado, o :

Q = 1,4

En los folletos de ITER, se puede leer que esperan obtener un factor superior a 5, con un tiempo de funcionamiento de entre 400 y 1000 segundos.

Algunos detalles de esta experiencia llevada a cabo en el JET. Este tokamak no está equipado de una bobina superconductora. El campo magnético está creado por un solenoide hecho a base de hilo de cobre. La intensidad de la corriente que pasa por el solenoide es de algunos mega-amperios, y la disipación de la energía en calor por efecto Joule impide prolongar la experiencia.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus

http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html

Los sistemas de calentamiento de ITER (microondas, inyección de neutros) constituyen una extrapolación de aquellos instalados en el JET.

Entonces ITER "funcionará".

Nadie lo pone en duda. Se obtendrá la fusión deuterio-tritio, con un coeficiente Q superior a la unidad, y durante un tiempo mucho mas largo, gracias a la utilización de una bobina superconductora.

¿ Pero esto es todo ?

La máquina, como vamos a mostrarlo a continuación, no está completa.

En el estado actual, no puede ni siquiera figurar como prototipo, en vía de una validación. Simplemente porque le falta uno, o incluso varios elementos esenciales, si incluimos aquellos cuyo funcionamiento nunca han sido probado.

El reactor estará cargado con una mezcla 50/50 de los isótopos del hidrógeno, deuterio y tritio. La reacción de fusión hace que los dos elementos desaparezcan para dar lugar a un núcleo de helio, dotado de 2 cargas positivas, a costa de una energía de fusión de 3,5 MeV y produciendo un neutrón de 14,1 MeV.

Fusión deuterio-tritio

El campo magnético de confinamiento impide que el núcleo de helio se marche. Mediante intercambio de energía con los iones de deuterio y de tritio, el átomo de helio contribuye a mantener la temperatura del plasma, que de otra manera se enfriaría por perdida de energía por radiación. Pero este campo no tiene ningún efecto en el neutrón, pues carece de carga, que irá impactar las paredes del anillo de confinamiento. Capturado por los materiales que forman parte de la pared, creará radiactividad en dichos elementos por activación, y transmutaciones diversas.

El premio Nobel francés Pierre-Gilles de Gennes dudaba que se pudiera proteger el delicado material de la bobina superconductora del bombardeo de los neutrones resultantes de la fusión. Los materiales superconductores son frágiles. Los daños provocados por los neutrones pueden hacer desaparecer localmente la superconductividad, poner fuera de uso los imanes e incluso provocar su destrucción.

Confrontados a este problema mayor, los responsables de ITER responden que detrás de la primera pared (« the first wall ») y la bobina habrá una segunda pared hecha a base de compuestos de litio que absorbe los neutrones creando tritio a través de la reacción exo-energética :

http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1

http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html

Ver también :

http://books.google.fr/books?id=eK3ks5zUiScC&pg=PA294&lpg=PA294&dq=alliages++lithium+plomb&source=bl&ots=iF4xpNYTrt&sig=Oip0rtjFigNUWbN42FScsiPtM4E&hl=fr&ei=FPnUTZfiI8qCOtD6hOQL&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDEQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false

Hay que subrayar que esta reacción es un reacción de fisión, estimulada, de fisión de un litio 7, que se encuentra en un estado inestable y que se escinde de dos átomos que posen 4 (helio) y tritio(3) nucleones.

Esta segunda pared (o cobertura tritígena) está hecha, o bien de una mezcla al estado líquido de litio y plomo. La función del plomo es de frenar los neutrones. En este proceso puede emitir otros dos. Esta masa líquida a 500° C está enfriada mediante agua presurizada. Es imposible que esta mezcla de metales en estado líquido sea puesta en contacto directo con este agua. El litio funde a 180° C y se vaporiza a 1342° C.

El litio no arde en el aire a la temperatura ambiente, como lo hace su primo alcalino el sodio. Pero de que una temperatura suficiente arde como su otro primo : el magnesio y esta combustión es exotérmica y caracterizada por una gran violencia.

Puesto en presencia de agua a 500°C, la descompone, quitándole el oxígeno y liberando....hidrógeno. Este tipo de reacción es parecida a la que ocurre en las fundas de circonio que envuelven las pastillas de combustible, en los reactores de Fukushima, y como regla general en todos los reactores enfriados con agua, cuando la temperatura aumenta y que este agua pasa al estado vapor.

El hidrógeno liberado en la reacción del litio con el agua que le debe enfriar puede combinarse con el aire y provocar una explosión como la que habéis visto en Fukushima. El litio es un cuerpo extremadamente reactivo que se puede combinar con el oxígeno, con el hidrógeno (dando hidruro de litio, el explosivo-tipo de las bombas de hidrógeno). Se puede combinar con el nitrógeno, a temperatura ambiente dando nitruros de litio. Todas estas reacciones son exo-térmicas que pueden desbocarse produciendo fuertes daños.

Y de todo esto nadie nos dice nada

Nadie ha hablado sobre lo que podría pasar si, en un reactor de fusión, le litio se pone a quemarse o combinarse con el agua que le debe enfriar. Estas coberturas tritígenas (regeneran el tritio a partir de litio) no han sido probadas. Como lo hacia ver Michèle Rivasi en esta reunión, seria mejor probar estas coberturas tritígenas en otras máquinas, como el JET o las máquinas alemanas (el ASDEX en el Max Planck Institute de Garching), o japonesas, antes de lanzarse en un proyecto

- caro

- peligroso

- problemático

Alrededor de las células tritígenas, que van a descubrir la imagen aquí abajo (fuente: pagina web del CEA), hay que señalar dos cosas :

- Directamente en contacto, la primera pared, en berilio. El berilio es un metal que funde a 1380°C. Su comportamiento dentro de un tokamak no ha sido probado. El berilio es altamente tóxico, llegando a provocar una enfermedad pulmonar incurable llamada beriliosis. Es también cancerígeno.

Elemento de una cobertura de protección tritígena ( otra "experiencia inédita" )

Del otro lado encontrareis la bobina superconductora, enfriada al helio líquido, a 3 K (o 270° C). A la mínima elevación de la temperatura por encima de 20 K (dependiendo del material superconductor utilizado) la superconductividad desaparece. La parte de la bobina que pierde la propiedad de la superconductividad se vuelve resistiva, y disipa toda la energía acumulada en forma de calor (efecto Joule) que puede destruir completamente el material superconductor. El helio liquido se vaporiza de manera brutal, expandiendo su volumen mas de 700 veces. Es una bomba en potencia.

Cuando estos ces conductores están en el estado ”superconductor” no hay disipación de calor. El sistema criogénico esta presente para enfriar y mantener frío el elemento superconductor.

Un accidente de este tipo se produjo en el CERN en 2008. Una de las soldaduras de una bobina se rompió y hubo pérdida de superconductividad. La corriente que circula en la bobina es de 9000 amperios. Se produjo un arco eléctrico que vaporizó el helio liquido de la bobina. La consiguiente explosión desplazó las bobinas de 40 toneladas de varios metros (…).

En un reactor de fusión, dotado de su indispensable cobertura tritígena, una catástrofe es posible con :

- Combustión violenta del litio contenido en la cobertura tritígena (esta arde como el magnesio. Habría que hacer una demostración en un estudio de televisión).

- En presencia de agua : explosión.

- El calor producido perturba la bobina superconductora vecina, que se volatiliza.

- Este incendio de litio lleva consigo vapores de plomo (tóxico : saturnismo) y de tritio (radiactivo) que se había sintetizado en la cobertura tritígena.

- La "primera pared" (de uno a dos milímetros de berilio, también tóxico) también se volatiliza y se va a mezclar a los contaminantes tóxicos.

- Incluimos la dispersión de algunos kilos de tritio que representa la carga del reactor

La totale....

Hay que estar tranquilos pues una explosión de este tipo tendrá como consecuencia la parada inmediata de la reacción de fusión. No esta mal. Es lo que nos repiten desde hace décadas haciendo hincapié en la seguridad de los reactores nucleares del siglo próximo.

Pero, con respecto a la química esto sería ... Seveso.

En este encuentro sobre ITER, Michèle Rivasi creó un evidente malestar cuando preguntó ¿ quien pagará en caso de accidente, de catástrofe ? ¿ Quién será el responsable ?. La respuesta fue un silencio sepulcral, significativo :

- Pero bueno, ¿de que nos habla usted ? ¿Que catástrofe? Se tomarán todas las precauciones, si si por supuesto.... !

Este peligro inevitable ha sido cuidadosamente escondida al público, delante del cual se despliega una verdadera cortina de humo de la “reacción de base de la fusión” la de la mezcla deuterio-tritio.

Comprendámonos bien. Un "reactor de fusión" funciona, no con una única reacción, si no con dos.

En detalle :

²Deuterio + ³tritio da ⁴helio mas un ¹neutrón, mas energía

(la reacción mas mediatizada de la historia del nuclear)

Neutrón mas litio da helio más tritio (mediante regeneración), mas energía

Los neutrones representan 80% de la energía emitida : 14 MeV (Mega-electrón-voltio).

El helio representa el 20% de esta energía. Esta energía se transmite en el plasma mediante colisiones y mantiene la temperatura del reactor, 100-150 millones de grados.

Los neutrones, exentos de carga eléctrica, atraviesan la “barrera magnética” e impactan sobre la “primera pared”, en berilio. O bien la atraviesan sin interaccionar o bien interaccionan con ella y se encuentran implicados en la reacción :

⁹Berilio + ¹neutrón da 2 ⁴helio más 2 ¹neutrón

La segunda reacción, si ne qua non para un reactor de fusión, es aquella que regenera el tritio :

¹neutrón  +  ⁶Litio   da   ⁴Helio  mas    ³Tritio,   más energía.

Podemos reagrupar estas dos reacciones de base en una sola : 

Así " un reactor de fusión ", que tiene una relación familiar con los sobre-generadores consume, no una mezcle de deuterio y de tritio si no de deuterio y de litio, estas dos substancias son abundantes en el agua de mar.

De ahí la idea de “energía ilimitada “ .

Vale. Pero todavía hace falta saber hacer funcionar la reacción de regeneración del tritio, de extrema peligrosidad y no experimentada. Será experimentada en ITER.

Ha hecho falta un intenso trabajo de desinformación, de anestesia mediática, durante varias décadas para que la población local, si exceptuamos algunos “ecologistas excitados”, vea instalarse en la región un proyecto peligroso” con tanta pasividad. La alcaldesa de Aix-en-Provence, Maryse Joissains, ha por su parte reafirmado su apoyo incondicional a ITER.

La cobertura tritígena debería estar formada de un número N de elementos como el que aparece en la figura de arriba. En la experiencia ITER solo se pondrán algunos elementos de este tipo. Quizás de uno sólo, los otros serian reemplazados por un casco que haga de barrera a los neutrones. Probablemente plomo.

El despliegue de esta cobertura tritígena alrededor de la cámara, servirá solamente como demostración, y con toda seguridad será el próximo juguete de nuestros nucleocratas.

No importa de que lado miramos el proyecto ITER, siempre acabamos con problemas muy complejos, a juego con soluciones no probadas, que también son complejas. Y quien habla de complejidad, habla de duración de instalación y explosión de los gastos.

En el tema de la complejidad hay tanta distancia entre ITER y un reactor nuclear de fisión como la que hay entre un tubo-reactor y un hervidor.

Podríamos hacer la pregunta siguiente a los inventores de ITER :

• El comportamiento del conjunto “primera pared” junto con su cobertura de protección (tritígena) y asociada a un sistema de evacuación de las calorías, será satisfactorio ? Es mas bien una primicia, mas que un sistema bien rodado  ?

   

Otro problema relacionado con el funcionamiento de ITER es la ablación de la primera pared bajo el impacto de iones de hidrógeno. Aquí las ideas directrices se basan en los resultados obtenidos en Francia en la maquina Tore Supra, un tokamak francés instalado en Cadarache, dotado de una bobina superconductora que puede proporcionar hasta 4 teslas. Sin embargo las temperaturas obtenidas no permiten obtener la fusión. Salvo error (cualquier precisión al respecto será bienvenida) estas eran de algunos millones de grados. Y encima el tiempo de funcionamiento fue de una duración récord de 6 minutos.

Es posible estudiar el comportamiento de las paredes, muy próximas, o directamente en contacto con el plasma caliente. La cámara de confinamiento ha sido tapizada de baldosas en carbono (CFC), muy parecidas a las que se utilizan en el transbordador espacial. El carbono conduce bien el calor y presenta una buena resistencia a las altas temperaturas. Los científicos han estudiado la captación de calorías por conducción a través de una pared llamada “limitador”. Es este especie de camino circular que podemos ver debajo de la cámara en forma de “toro”.

La cámara de Tore Supra. Abajo, su limitador

Las paredes de la cámara han sido probadas con flujos de calor de 1 Megawatio por metro cuadrado, el flujo aumenta a 10 Megawatios por metro cuadrado en el limitador donde la temperatura en la superficie llega a 1200-1500°. El limitador es un intercambiador, donde por detrás hay una circulación de agua a 220° y a una presión de 40 bares, permitiendo así probar la posibilidad de recuperación de calorías en un tokamak.

Un inciso y una precisión que me he confirmar recientemente. Se ha anunciado con bombo y platillo que se había logrado la fusión deuterio-tritio, la de la “pareja mágica” , en el JET. De hecho, es sin duda no muy conocido, la mayoría de la experiencias de fusión han sido llevadas a cabo con deuterio, a temperaturas un poco mas altas de 150 millones de grados.

Los Ingleses han hecho algunas pruebas con deuterio-tritio, para validar el concepto. Pero de acuerdo con mi fuente, lo esencial de las pruebas se ha hecho con deuterio, quizás por razones de coste del producto.

Les pérdidas por radiación.

El plasma pierde energía a través de dos procesos de radiación del “gas de electrones”. Tenemos primero la “radiación sincrotrón”, que traduce la perdida de energía de estas partículas eléctricamente cargadas que orbitan el campo magnético de la maquina. La segunda fuente de perdida es la “radiación de frenado”, o bremsstrahlung. Cuando un electrón pasa a proximidad de un ion este desvía su trayectoria. Se encuentra frenado y emite este tipo de radiación cuya intensidad crece como el cuadrado de la carga eléctrica Z del ion.

Radiación de frenado (bremsstrahlung)

El carbono es interesante por varias razones :

- Su buena resistencia a las altas temperaturas (las “baldosas” son muy parecidas a las que lleva el transbordador espacial)
- Su buena conductividad térmica.
- El pequeño numero de cargas eléctricas que tienen los iones de carbono (seis).

En el mecanismo de perdida de energía por radiación de frenado, un ion de carbono (arrancado a la pared y que venga a contaminar el plasma) contribuye con una pérdida 16 veces más importante que la de un electrón y un ion de hidrógeno, que lleva una sola carga.

Pero el carbono sufre un fenómeno de abrasión y se comporta como una verdadero bomba de drenaje de hidrógeno, que absorbe y da como producto hidrocarburos. Si este se mezcla con los átomos de tritio se volverá a su vez radiactiva (el periodo de vida del tritio es de 12 años).

Por lo tanto no se puede utilizar el carbono, si no es (como veremos más abajo) como absorbente de residuos.

Para ITER, donde la pared interna representa 1000 metros cuadrados, la elección está hecha. 700 metros cuadrados serán tapizados de berilio, el más ligero de los metales y cuya temperatura de fusión es de 1280°C. Esta cobertura podrá sin lugar a dudas encajar el choque térmico gracias a una circulación subparietal de agua presurizada. Con respecto a la contaminación del plasma por arranque de iones, el berilio tiene 4 electrones y contribuye con una pérdida 16 veces más importante que la de un electrón y un ion de hidrógeno.

La fusión produce de todas maneras helio. Un reactor como ITER no podría funcionar con un 10% de helio, que constituye la “ceniza” de la reacción de fusión. Hay que eliminarla en continuo.

Esta era la función del limitador, pero los ingenieros han considerado otra geometría que ha conducido a la concepción de un divertor. Este corresponde a los desagües que vemos correr en la base de la cámara en forma de toro :

El divertor está compuesto de módulos, segmentos que podrán ser manipulados y reemplazados. Aquí tienen el diseño de uno de ellos.

Modulo del divertor

Las partes en verde corresponden a una placa de tungsteno. Este metal, que constituye el filamento de las bombillas incandescentes, tiene una temperatura de fusión de 3000°C, la más elevada de todos los metales. La forma del divertor se puede explica si se considera, además de su función primera, una geometría magnética particular que le permita captar los iones  :

En azul claro, el berilio. En azul obscuro, el tungsteno. En negro, el carbono.

Se distingue una geometría magnética en cola de pez. Las ranuras situadas al fondo de estos dos desagües están destinadas a ser el orificio por donde se puede bombear el plasma y después reinjectarlo en la cámara, una vez eliminadas las cenizas (el helio) y los iones que contaminan el plasma y que causan el enfriamiento radiativo del mismo: carbono, berilio y tungsteno.

El tungsteno es el contaminante mas dañino de todos. Su estructura electrónica le hace que tenga 74 electrones y los especialistas me han dicho que, una vez mezclado con el plasma de fusión, puede llegar a tener 50 o 60 cargas eléctricas. El encuentro de un electrón con uno de estos iones lleva una perdida por radiación de frenado 3600 veces mayor que cuando un electrón encuentra un ion de hidrógeno.

Hablamos aquí de pérdidas radiativas en forma de radiación de frenado o bremsstrahlung. Sin embargo existen otro tipo de pérdidas que son incluso más importantes, asociadas a transiciones ”libre-ligado”.

Cuando los electrones encuentren iones de deuterio, o de tritio o de helio o de berilio, los núcleos habrán perdido todos sus electrones. Este no es el caso del tungsteno en las condiciones de funcionamiento. Probablemente entre quince y veinticinco electrones (de los 74 que tiene) seguirán ligados al núcleo. El encuentro con un electrón libre provocará una des-excitación de esta envoltura electrónica residual, inmediatamente seguida de una desexcitación radiativa con emisión de un fotón. Un nueva pérdida y muy importante.

La contaminación del plasma por iones de tungsteno podría llevar a una bajada del rendimiento llegando incluso a la extinción del plasma de fusión.

Después de consultar con un especialista, he aprendido que el bombeo de iones pesados sera efectuado al fondo de las ranuras que separan los dos elementos del divertor, a través de orificios centimétricos.

El JET fue inicialmente equipado de un limiteur parecido al de Tore Supra. Los ingleses han modificado su montaje de manera a tapizar la cámara de tungsteno y de instalar un divertor en su base. Como señaló Michèle Rivasi el 16 de mayo en Aix-en-Provence, hubiera sido mejor esperar el resultado de los ensayos ingleses antes de se lanzar en el proyecto ITER.

La misma conclusión se aplica a la pared en berilio.

¿Se ha probado el sistema de divertor ?

¿Podrá garantizar la pureza del plasma de fusión ?

Respuesta de los especialistas :

- Solamente la experiencia nos dará la respuesta .

Conclusión :

Cuando uno se aventura en los entresijos de la maquina ITER descubre una complejidad que da vértigo. Esta “cosa” es cien veces mas compleja que un reactor nuclear de fisión. Vehicula decenas de problemas, con soluciones muchas de las cuales no han sido todavía probadas. La eficiencia del divertor es el dominio de la pura especulación. Y es justamente esta solución de descontaminación del plasma en continuo la condición si en qua non para poder continuar su desarrollo

Bajo este ángulo, ITER es una experiencia apasionante, un hervidero de temas de tesis y de estudios sofisticados. Pero también es

Una experiencia de 15 millares de euros
(por el moment0)

El mas mínimo problema adicional llevara consigo una nueva explosión de su presupuesto. Nuestros parlamentarios deben ser conscientes del problema y no dejarse aturdir por las frases habituales, destinadas a anestesiarles, a llenarles de humo :

- El sol en una probeta
- La fuente de energía ilimitada ….

Cuando pregunte a un investigador implicado en este proyecto  :

- Cuando, y a que precio, podremos esperar ver a esta maquina transformarse en un generador de electricidad  ?

Su respuesta fue :

- Habrá que contar con un presupuesto que no este muy ajustado …. de mas o menos algunos millares de euros y a realizarse en algunos decenios.

El menú está en la mesa. Demasiado caro, demasiado lento, demasiados problemas .

Por las necesidades energéticas, cuales son las soluciones  ?

El nuclear, vía la fisión :

- Peligroso
- Dañino para el medio ambiente y la salud.
- Ninguna solución para la gestión de los residuos nucleares.

La fusión, vía ITER :

- Demasiado cara
- Demasiados problemas sin solución.
- Demasiado lenta

Asistiré al coloquio DZP (dense Z-pinches) de Biarritz, entre el 6 y el le 9 junio próximos.

http://www.dzp-2011.com

El lunes 6 de junio 2011 a las 8 h 30 mi amigo Malcom Haines « hace la presentación inaugural » y donde presentará su análisis de los resultados obtenidos en las máquinas-Z desde 2005 y se ratificará en su conclusión « en Sandía, mas de dos milliares de grados han sido obtenidos desde 2005  ». Su intervención, en este Coloquio Internacional consagrado a las máquinas Z, es esencial.

Programa del coloquio de Biarritz, sobre las maquinas Z (6-9 junio 2011)

(algún periodista francés vendrá a cubrir la manifestación en persona o se contentará de los resúmenes dictados por el CEA y otras instituciones ? )

La explicación de este fenómeno cabe en dos palabras : « resistencia turbulenta ».

Yo iré a apoyar Malcom en su conferencia.

Malcom Haines,
pionero de la física de plasmas y de la MHD

En los años precedentes he oído decir a los Americanos que tales temperaturas no se habían jamás obtenido, que las conclusiones que se publicaron en la prestigiosa revista Physical Review Letters, en 2006, bajo la forma de un articulo titulado "Over two billions degrees", eran falsos. Pero nunca en los cinco años que han pasado desde la aparición del articulo han publicado una sola linea para apoyar sus refutaciones ni incluso proporcionar explicaciones razonables y razonadas.

A mi manera de ver los Americanos han lanzado una operación de desinformación ya que este nuevo proceso se puede utilizar a la concepción y posterior realización de bombas de fusión pura (donde la el proceso de fusión es iniciado mediante compresión magneto-hidro-dinámica, o MHD, y no mediante una bomba A). Son bombas que se pueden miniaturizar y “limpias” (sin residuos nucleares) basadas en la fusión boro-hidrógeno (esta reacción comienza partir de 1 millar de grados y es débilmente neutrónica).

He dicho más arriba que Haines estará presente en el Coloquio, pero no tenemos una certeza absoluta. Actualmente tiene problemas de salud que podrían impedirle asistir al Coloquio.

Si Haines no viene nadie podrá oponerse, como solamente el podría hacerlo con el peso de su credibilidad científica, a las mentiras desvergonzadas y odiosas de los Americanos.

Eric Lerner, que trabaja sobre una experiencia Focus y milita fuertemente en favor de una filial de fusión no contaminante boro-hidrógeno, también estará presente.

Eric Lerner, campeón de la fusión aneutrónica

Como llevo diciendo en mi página web desde hace 5 años, un día veremos aparecer generadores de electricidad basados en esta fusión aneutrónica (que ya había evocado en el cómic Energéticamente vuestros, y que lo podéis descargar gratuitamente en la página web de Savoir sans Frontiers (Sabiduría sin Fronteras)).

http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/ESPANOL/energeticamente_vuestros.htm

Como los motores «de explosión ». Hace mas de un siglo que han reemplazado las máquinas de vapor.

ITER no es otra cosa que… la máquina de vapor del III° milenio, hiper-complicada.

Si la energía nuclear debe un día reencontrar un nuevo impulso, este vendrá sin duda de los generadores de fusión a impulsión.

Veremos aparecer una fusión sin residuos de ningún tipo, sin productos de fusión y sin estructuras que se hayan vuelto radiactivas a causa del bombardeo con neutrones.

Persistir en una energía basada en procesos de fisión, acumulando desechos altamente radio-tóxicos (100.000 toneladas solamente en Francia...), almacenando residuos con una vida media que se cifra en cientos de miles de años es absurdo. Sobre todo cuando la Ciencia ha progresado notablemente y ofrece otras soluciones

Negamos el poder de progreso de la Ciencia.

Los experimentos llevados a cabo en Sandía nos muestran que otra via es posible. Pero como siempre, será :

- Las bombas primero la energía después.

Nada ni nadie nos dice que la exploración de esta filial de fusión pura boro-hidrógeno podrá crear a corto plazo generadores de electricidad.

Pero estas máquinas costarían 500 veces menos que ITER.

Examinemos las soluciones :

La fisión : peligrosa, hiper-contaminante, riesgo para la salud

La filial de la fusión vía ITER : con muchos problemas, incierta, demasiado cara

La filial de la fusión aneutrónica: horizonte no definido pero bajo coste. Hay que lanzar ya investigaciones a nivel fundamental.

El gas de esquistos : contamina la napa freática.

Volver al gas y al petróleo : importaciones masivas, recursos limitados, contaminación (mareas negras incluidas) emisión de gases que favorecen el efecto invernadero.

Quedan las energías renovables, inmensas, variadas, que requieren un bajo nivel tecnológico.

Si todos los países del Mundo aceptasen invertir masivamente en estas fórmulas (más allá de las simples instalaciones domésticas) y consagrar a este esfuerzo la parte del presupuesto destinado al nuclear (civil y militar) y al desarrollo de armas, todos los problemas se encontrarían rápidamente resueltos !

Sin embargo este proceso contaría con una oposición encarnizada, por diferentes razones.

- Los esfuerzos, las inversiones faraónicas consentidas en el nuclear serian obsoletas. Si tales inversiones han sido consentidas y continúan a ser lo hoy es, antes de nada, en una óptica de aplicaciones militares (generación de plutonio).

- El bajo nivel tecnológico requerido en el desarrollo de energías renovables (los desiertos, las regiones geotérmicamente activas, los océanos, etc.) colocaría al mismo nivel países técnologicamente punteros y aquellos considerados hasta ahora como incapaces de atrapar el tren de la tecnología moderna. .

- Y esta proceso no es otra cosa que una política « anti Nuevo Orden Mundial, anti-mundialización y e incluso anti-capitalista ».

Opinión del Presidente Nicolás Sarkozy, en su visita a Tokio, al 31 de marzo 2011

Dos minutos de video

Novedades             Guia (Indice)        Page d'Accueil