Un equipo de investigación europeo, coordinado por Enea, ha desarrollado un sistema láser que te permite Analizar la composición química de las paredes internas del Toro europeo conjunta (jet)uno de los mayores reactores experimentales a fusión nuclear. La técnica utilizada permite realizar mediciones de tiempo real sin eliminar los componentes expuestos al plasma.
La actividad se llevó a cabo en el contexto de Consorcio Eurofusioncon la participación de varios institutos de investigación. Más allá de ENEASForschungszentrum Jülich (Alemania), The VTT Technical Research (Finlandia), el Ukaea (Reino Unido), elIPPLM de Varsovia (Polonia) y universidades como el Universidad de Comenius de Bratislava, elUniversidad de Tartu y elInstituto de Física de Estado Sólido de la Universidad de Letonia.
El sistema libs para el análisis de las paredes de los reactores de fusión
El análisis se realizó utilizando tecnología LIBS (espectroscopía de desacuerdo con láser)que le permite identificar la composición de los materiales de las paredes del reactor. Esta técnica también le permite identificar la presencia de hidrógeno, Deuterio y Trizioisótopos utilizados como combustible en reactores de fusión.
El sistema, instalado en el Habitación vacía del jetha analizado cientos de puntos en las paredes internas, lo que demuestra que la tecnología puede detectar variaciones en la composición química de los materiales sin alterar la estructura.
Funcionamiento de la técnica LIBS
El sistema libs se montó en un brazo robótico de control remoto del jet. El láser afecta la superficie del reactor, generando un microexplosión que vaporiza una pequeña cantidad de material. La luz emitida por los átomos vaporizados se analiza con un espectrómetro, que determina el composición química.
Segundo Salvatore AlmavivaInvestigador del Departamento Nuclear de ENEA, el sistema LIBS también podría aplicarse a reactores de nueva generación:
En futuros dispositivos de fusión, como el proceso y la demostración, el plasma puede erosionar las paredes internas y depositar el material eliminado en otras áreas del reactor. Nuestros análisis confirman la presencia de estos depósitos, que también incluyen combustible nuclear, como Deuterio y Trizio. Monitoree estos fenómenos serán esenciales para garantizar la seguridad y la eficiencia operativa de los reactores de fusión.
Monitoreo in situ para reactores de nueva generación
Actualmente, el análisis de las paredes de los reactores tiene lugar en el laboratorio después de las campañas experimentales. En los reactores de la nueva generación, un Monitoreo in situque le permite realizar mediciones sin eliminar los componentes y sin interrumpir las operaciones del reactor.
Además del desarrollo del sistema, el equipo de investigación está analizando i Datos recopilados. Los resultados preliminares indican uno Mala contaminación de Trizio dentro del avión, pero confirme los fenómenos de erosión y redeposición de los materiales de las paredes.
La investigación es parte de una ruta de estudio que ya comenzó en el pasado. De hecho, se probó un primer prototipo basado en la tecnología libs en el reactor FTU (actualización de Frascati Tokamak)operativo hasta hace unos años en el Centro de Investigación de Frascati.
Los resultados del proyecto se presentarán al 20ª conferencia internacional sobre materiales y componentes para aplicaciones de fusiónprogramado en mayo de 2025 en Eslovenia.