Use of nitrogen compounds for tritium retention and tungsten sputtering control in nuclear fusion reactors

Resumen

A lo largo de esta tesis se ha investigado las propiedades de los dos materiales de contacto con el plasma que actualmente son los más aplicados en máquinas de fusión nuclear experimentales y futuras: el wolframio o tungsteno y el carbón, ya sea en forma de grafito o compuestos de fibra de carbono (CFC). El estudio se ha centrado en sus principales inconvenientes: para materiales basados en carbono los inconvenientes estudiados han sido la formación y la posterior eliminación de los codepósitos responsables de la retención de tritio (un isótopo radiactivo del hidrógeno que forma parte del combustible nuclear), mientras se evita o reduce la generación de productos residuales peligrosos como el agua tritiada (ver glosario para la explicación de su peligrosidad); en el caso del wolframio se ha investigado cómo reducir la contaminación del plasma central y la erosión a largo plazo, y también se han realizado estudios preliminares sobre la retención de tritio en el interior del sólido. La investigación se ha basado en tratamientos con compuestos de nitrógeno en el caso de materiales basados en carbono, y en el uso de nitruros de wolframio formados mediante recubrimientos en capa delgada o mediante bombardeo en plasmas de nitrógeno