Retrasos en el proyecto ITER

La verdadera energía y el verdadero caracter son como el valor, tranquilo y moderado, sin alardes y sin vacilaciones.

Carlos Pellegrini

Desde Nature
Por Geoff Brumfiel
Traducción y resumen: KC

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Los asociados internacionales pueden reducir la primera versión del reactor ITER.

El ITER - un experimento internacional de miles de millones de euros apostando fuertemente para probar la fusión atómica como una fuente de potencia - será inicialmente menos ambicioso, por mucho, que lo que los físicos esperaban.

Frente a los inflados costos y los retrasos crecientes, es probable que los siete socios del ITER sólo construyan una versión escalada del dispositivo en principio. El proyecto del Consejo de Administración dijo el pasado mes de junio que la máquina se encenderá en 2018; la versión limitada podría permitir que eso suceda (ver Nature 453, 829, 2008). Pero los primeros experimentos en condiciones de validar la fusión para generación depotencia no vendrá sino hasta finales de 2025, cinco años después de la fecha fijada en el acuerdo ITER firmado en 2006.

El nuevo sistema, conocido como el "Escenario 1" para los "internos" del ITER, se debatirá los días 17 y 18 de junio en Mito, Japón, en una reunión del consejo que incluirá a representantes de los siete miembros: la Unión Europea (UE), Japón, Sur Corea, Rusia, los Estados Unidos, China y la India. Se espera que sea aprobado en una reunión del consejo en noviembre.

De hecho, el plan es tal vez la única manera de avanzar. Los costes de construcción probablementa serán del doble de la estimación proporcionada por el proyecto en 2006, de alrededor de € 5 mil millones (EE.UU. $ 7 mil millones) , como resultado de aumentos en el precio de las materias primas, las deficiencias en el diseño original, y un aumento imprevisto en la dotación de personal para la gestión de las adquisiciones. El coste de las fase de operaciones del ITER, otros € 5 mil millones durante 20 años, también puede aumentar.

"La construcción del ITER, es como la construcción de la estación espacial, pero con la creación de la NASA y la ESA en el proceso."

De hecho, el coste final del ITER, tal vez nunca se conozca. Debido a que el 90% del proyecto será gestionado directamente por los distintos Estados miembros, la organización central no tiene manera de medir cuánto se está gastando, dice Norbert Holtkamp, director adjunto del ITER. "Ellos ni siquiera nos dicen", dice. "Y eso está bien para mí".

Holtkamp dice que la única forma de hacer que el ITER se construya es hacer la primera versión. Antes de hacer la ampliación que producirá experimentos con energía, dice, "realmente se necesita saber si los componentes principales funcionarán. Queda absolutamente claro que este es el enfoque correcto." En cuanto a por qué el escenario 1 se promociona sólo hasta ahora, Holtkamp dice que le llevó tiempo después de unirse al proyecto para revisar el programa original.

Los investigadores en fusión dicen que el Escenario 1 es preferible a la alternativa: una máquina permanente más pequeña que nunca produciría cantidades importantes de potencia. "No se puede construir un ITER a la mitad de tamaño porque entonces se podría continuar sin saber la respuesta", dice Steven Cowley, director del laboratorio de fusión de la Oficina de Energía Atómica del Reino Unido en Culham.

El aumento en el precio del nproyecto y la prolongación del calendario enfadó a algunos de los miembros del ITER, que planean finalizar el calendario y el presupuesto a finales de este año. "La gente está enojada", dice una fuente cercana a las negociaciones que solicitó el anonimato debido a la sensibilidad política.

ITER es el experimento de fusión más ambicioso nunca antes propuesto. En su corazón hay un dispositivo en forma de rosquilla conocido como tokamak (véase la imagen de entrada), que utiliza campos magnéticos para contener y calentar los isótopos de hidrógeno a cientos de millones de grados Kelvin, hasta que se fusionen. Las consecuentes reacciones de fusión liberan neutrones de alta energía que pueden, en principio, ser utilizadas para generar electricidad. El hidrógeno normal no genera suficientes eventos de fusión para producir grandes cantidades de energía, pero cuando los científicos inyecten deuterio y tritio radiactivo en el equipo, debería generar unos 500 megavatios de energía térmica - alrededor de 10 veces la cantidad de energía necesaria para hacerlo funcionar. Ese logro sería la evidancia tan buscada de que la energía de fusión puede funcionar, aunque un reactor comercial seguiría estando a décadas de distancia.

Ya antes los costes de la máquina se duplicaron una vez. Presupuestado en 6 mil millones de dólares de los EE.UU. en 1989, los gastos subieron a casi el doble que durante la década que siguió. Molesto, el Congreso de los EE.UU. retiró al país en el marco del proyecto en 1999. El resto de socios - Europa, Rusia y Japón - aceleraron para rediseñar la máquina manteniéndola en $ 6 mil millones.

Diseño reducido

La tarea del nuevo diseño se asignó a Robert Aymar, un físico francés que había supervisado el tokamak francés Tore Supra, en Cadarache. Aymar rediseñó todo el dispositivo en tan sólo tres años con una plantilla de 70 colaboradores - la mitad del tamaño del equipo original de diseño. Además de la disminución del ITER a su actual tamaño, el equipo hizo otros supuestos para ahorrar costos. El nuevo diseño no incluye el costo de los equipos auxiliares y algunas piezas de repuesto, y que supone que algunos edificios podrían ser reutilizados varias veces. El diseño fue aceptado por los socios de ITER en 2001 como una manera de mantenerse dentro de los $ 6 mil millones, y se utilizó como referencia cuando los Estados Unidos se reincorporaron y se reclutó a la India, Corea del Sur y China al proyecto.

Aymar sostiene que su nuevo diseño no tuvo la intención de convertirse en el plan final para la máquina, sino para actuar como una guía para que los miembros del ITER decidan quien contribuirá con que parte. No asigna los costos a los valores de los diversos componentes, sino que se utiliza "unidades de cuenta ITER" para permitir a las naciones negociar las partes que proporcionan como su participación. "Lo que proporcionamos no fue un costo", dice. "Nosotros proporcionamos un valor."

Algunos socios del ITER afirman que el diseño de Aymar contiene un adecuado nivel de detalle. "Se trata de un diseño conceptual, dice Octavi Quintana Trias, director de energía en la organización europea de investigación nuclear de Euratom, y un representante de la UE en el Consejo del ITER. "No vamos a desarrollar y perfeccionar el diseño hasta que haya un verdadero compromiso de seguir adelante".

Sin embargo, algunos funcionarios de EE.UU. ven las cosas de manera diferente. "Pensamos que el 80% ya estaba diseñado y que sólo había un 20% para completar, y resultó ser más parecido a un 40%", dice Raymond Orbach, ex jefe de ciencia en el Departamento de Energía de los EE.UU. y hasta este año representante de los EE.UU. en el Consejo del ITER.

Cuando el proyecto fue aprobado en 2006, la recién formada organización ITER se puso a trabajar y completar la revisión del diseño de 2001 de Aymar, añadiendo partes que incluían una serie de imanes superconductores para el control de un tipo de inestabilidad no prevista en el modelo anterior. Los ajustes han costado tiempo y dinero.

Varios organismos en los siete gobiernos miembros también están luchando para establecer la compleja red de suministro de las partes que eventualmente necesitará el ITER. Aunque las especificaciones de cada pieza se pueden establecer por el laboratorio central, será cada uno de los gobiernos quien adjudique los contratos a la industria y supervise la producción.

Las que están cercanos al proyecto ven ahora el proyecto del Escenario 1 como la única forma práctica de avanzar. Según el plan, el reactor estaría inicialmente construido sin varios componentes cruciales y costosos, que incluyen un blindaje en la pared interior y un banco de pruebas de nuevos materiales tales como las mantas de litio que generarán el tritio para la máquina, junto con el desviador, una serie de azulejos en el parte inferior del tokamak que derivarán el calor del dispositivo con seguridad. También se ha eliminado los costosos aceleradores para bombear haces de combustible neutro en la máquina, y algunos de dispositivos de radiofrecuencia diseñados para calentar el plasma. Sin estos componentes, el ITER puede manejar sólo los plasmas de hidrógeno, pero no los de deuterio o tritio.

El plan permitiría a los científicos e ingenieros garantizar que el ITER trabajará mucho antes de que se inyecte con tritio - un proceso que hará que grandes sectores de la máquina sean inaccesibles. "Ellos quieren ver el éxito al final, y el camino al éxito es esta carretera", dice Holtkamp. "Realmente no hay otro camino."