Análisis de seguridad de plantas de energía de fusión por confinamiento inercialmetodología y aplicación al estudio de los diseños conceptuales Hylife-II y sombrero

Resumen

El objetivo de este trabajo es realizar un análisis de seguridad de la energía de fusión inercial (EFI) con el fin de demostrar su potencial para abastecer a las futuras generaciones con una fuente de energía limipia, segura, y medioambientalmente atractiva. En este estudio se propone una nueva metodología para el análisis de seguridad en EFI,introduciéndose por primera vez cálculos de transmisión de calor y termohidráulicos como parte de un conjunto de códigos y librerías de última generación. Este trabajo se ha centrado en dos diseños conceptuales de plantas de potencia EFI: HYLIFE-II y Sombrero. Aunque estos dos diseños no pueden abarcar todas las características posibles en una planta de EFI, sin duda representan una gran porción del espacio parmétrico disponible. También se han desarrollado un análisis de seguridad preliminar para una fábrica genérica de cápsulas de combustible produciendo varios tipos de blancos y utilizando distintas técnicas de fabricación. A la hora de evaluar consecuencias accidentales, se han considerado un rango de escenarios accidentales diferentes en cada uno de los diseños con el objeto de obtener las dosis al público en los distintos casos. En este trabajo hemos introducido la utilización de un código de transmisión de calor el cual hemos modificado para permitir una mejor representación de los fenómenos de oxidación de diferentes materiales estructurales. Así mismo se ha introducido el uso de un código de cálculo termohidráulico para simular un rango de fenómenos físicos muy variado, incluyendo transporte de polvo y aerosoles y liberación de productos de activación bajo condiciones accidentales. Una vez calculadas las fracciones de liberación de radionucleidos, hemos usado una librería ampliada de factores de conversión de dosis con el objeto de calcular las dosis al exterior. Finalmente, se ha calculado la dosis al individuo más expuesto en la frontera del emplazamiento en distintos escenarios accidentales, para de este modo facilitar la comparación directa de los riesgos de la EFI con aquellos asociados a la EFM, fisión y sistemas no-nucleares. Aunque este estudio no puede abarcar todos los detalles y riesgos existentes en una planta de potencia de energía de fusión inercial, sin duda supondrá un avance en el estado-del-arte del área de análisis de seguridad y permitirá una mejor comparación de las ventajas de la EFI desde el punto de vista de seguridad y medioambiente frente a las otras posibles tecnologías en competencia.