Fusión Nuclear

CATALÀ ESPAÑOL

CÓDIGO: 50567
ETSEIB

TÍTULO: FUSIÓN NUCLEAR

Departamento: Coordinador: Tipo ALE

Código 721 Física i Enginyeria Nuclear Javier Dies Créditos Teoría / Problemas / Laboratorio: 3 / 1,5 Créditos europeos ECTS: 5 Idioma:

Pab. C planta 0 / 1,5 Castellano

OBJETIVOS
Objetivo general Presentar los principios y la tecnología de la energía de fusión nuclear. Objetivosespecíficos

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Presentar los principios en que se basa el desarrollo de la energía de fusión nuclear. Proporcionar una panorámica general de los diferentes caminos que actualmente se contemplan para la consecución del reactor comercial. Introducir los aspectos tecnológicos que requiere la energía de fusión. Conocer los fundamentos básicos de cálculo y evaluación. Presentar el proyectoITER, sus aspectos tecnológicos, programa de construcción.

CONTENIDOS 0. Presentación de la asignatura (1h). 1. Introducción (3h). Recursos energéticos. Reacciones de fusión. Combustibles de los reactores de fusión. Productos de fusión. Historia de la fusión termonuclear. 2. Tasa de reacciones de fusión (5h) Funciones distribución en un plasma. Evolución de un plasma termonuclear. Seccioneseficaces. Dos distribuciones maxwelianas. Un haz monoenergético y un plasma maxweliano. Tasa de reacciones. Tasa de reacciones en un plasma de una sola especie. Densidad de potencia. Fluencia. 3. Perdidas de energía en un plasma termonuclear (3h). Perdidas por radiación de frenada, Bremsstrahlung. Perdidas por radiación ciclotrón. Ionización y recombinación. Intercambio de carga. 4. Balance de energíaen un plasma termonuclear (3h). Criterio de Lawson. Ecuaciones de conservación. Equilibrio y temperatura de ignición. 5. Sistemas de confinamiento de plasmas (5h). Introducción. Clasificación. Sistemas abiertos. Espejos magnéticos: principio de confinamiento; espejo simple, espejo de mínimo B; espejo baseball, espejo Ying-yang. Sistemas cerrados. Introducción, inestabilidades, familias de sistemascerrados. Campos magnéticos:
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toroidal, poloidal. Tokamaks. JET. Tore-Supra, DIII-D. ITER. Stellarators. TJ-II, LHD, Wendelstein 7-AS, Wendelstein 7-X. 6. Sistemas de calentamiento de plasmas (2h). Calentamiento óhmico. Inyección neutros. Compresión adiabática. Calentamiento por radiofrecuencia. Calentamiento por electrones relativistas. 7. Pureza del plasma. Alimentaciónde combustible (2h). Impurezas: efectos, concentraciones. Acumulación de helio. Divertores. Alimentación de combustible: gas-puffing, inyección de neutros. 8. Sistemas de extracción de energía (2h). Termohidráulica en reactores de fusión. Diseño de módulos de pared. Conversión directa de energía. 9. Sistemas de Diagnóstico (2h). Medidas de densidades. Medidas de temperaturas. Medidas de productosde fusión. 10. Neutrónica. Producción de tritio (2h). Distribución del flujo neutrónico. Tasa de producción tritio. Efectos de los neutrones sobre materiales del reactor. Diseño de blindajes. 11. Fusión por confinamiento inercial (2h). Introducción. Criterio de Lawson en los SCI. Etapas del confinamiento inercial. Fusión por láser: el láser. Transferencia de energía al plasma. Fusión por haces departículas: por electrones relativistas, por iones. 12. El proyecto ITER (4h) Características principales. Diseño. Programa de construcción. Programa de operación. Seguridad e impacto ambiental.

METODOLOGÍA
CLASES TEÓRICAS Y DE EJERCICIOS. En las exposiciones en el aula se desarrolla el contenido de las diferentes lecciones que constituyen el programa, incluyendo la realización de ejerciciosque permitan fijar y cuantificar los conceptos presentados. Para mejorar el aprovechamiento de estas sesiones, el profesorado usará transparencias o presentaciones en video proyector que permitan enriquecer gráficamente las ideas principales de la exposición. Con antelación suficiente se distribuirán a los estudiantes ejemplares en papel de las transparencias y un cd-rom, facilitando la...