El Culham Center for Fusion Energy ( CCFE ) es el laboratorio nacional del Reino Unido para la investigación de la fusión . Está ubicado en el Culham Science Center , cerca de Culham , Oxfordshire, y es el sitio del Joint European Torus (JET), Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) y el ahora cerrado Small Tight Aspect Ratio Tokamak (START).
Establecido | 1965 |
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Tipo de laboratorio | Laboratorio Nacional de Investigaciones Científicas |
Campo de investigación | |
Personal | 900 |
Localización | Culham , Oxfordshire, Inglaterra 51 ° 39′32 ″ N 1 ° 13′42 ″ W / 51,65889 ° N 1,22833 ° WCoordenadas : 51 ° 39′32 ″ N 1 ° 13′42 ″ W / 51,65889 ° N 1,22833 ° W |
Agencia operadora | Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido |
Sitio web | www |
Mapa |
Anteriormente conocido como UKAEA Culham, el laboratorio pasó a llamarse en octubre de 2009 como parte de los cambios organizativos en su organismo matriz, la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA). [1]
Desde 2016, el director ha sido el profesor Ian Chapman , y el centro ha estado trabajando para el diseño detallado final del ITER , así como el trabajo preparatorio en apoyo de DEMO .
En 2014 se anunció que el centro albergaría el nuevo RACE (aplicaciones remotas en entornos desafiantes) .
Centro de Ciencias Culham
El centro ocupa el sitio del antiguo aeródromo de la Royal Navy RNAS Culham (HMS Hornbill) , que fue transferido a UKAEA en 1960. UKAEA continúa operando el sitio y es el principal inquilino.
Además de CCFE, el centro alberga la sede de UKAEA y alberga muchas organizaciones comerciales y de otro tipo.
También es el hogar del club de fútbol de la liga dominical de Upper Thames Valley, el JET FC.
Historia
UKAEA abrió oficialmente el Laboratorio Culham en 1965, tras haber trasladado sus operaciones de investigación de fusión desde el cercano sitio de investigación de Harwell . Culham también fusionó actividades de fusión en Aldermaston y otras ubicaciones del Reino Unido para formar un centro nacional para la investigación de la fusión. John Adams , que se convertiría en Director General del CERN , fue nombrado primer Director del laboratorio.
Culham construyó casi 30 experimentos diferentes en sus dos primeras décadas a medida que se probaron una variedad de conceptos de fusión; entre ellos ondas de choque, máquinas de espejos magnéticos , esteladores y levitrones. Durante la década de 1970, la investigación se centró en la fusión por confinamiento magnético utilizando el dispositivo tokamak , que había surgido como el diseño más prometedor para un futuro reactor de fusión. A fines de la década de 1960, los científicos de Culham ya habían ayudado en el desarrollo de tokamak mediante el uso de técnicas de medición de dispersión láser para verificar los resultados altamente prometedores logrados por el dispositivo ruso T3). [2] Esto llevó a la adopción del tokamak por la mayoría de los establecimientos de investigación de fusión a nivel internacional.
En 1977, tras prolongadas negociaciones, Culham fue elegido como el sitio para el tokamak Joint European Torus (JET). [3] La construcción comenzó en 1978 y se completó a tiempo y dentro del presupuesto, con el primer plasma en junio de 1983. Desde entonces, la máquina ha establecido una serie de hitos de fusión, incluida la primera demostración de potencia de fusión controlada de deuterio-tritio ( 1991) y la producción récord de energía de fusión de 16 megavatios (1997). [4] Inicialmente, la instalación JET estaba a cargo de un equipo multinacional como entidad independiente en el emplazamiento de Culham en virtud del acuerdo de empresa común JET. Sin embargo, desde 2000, UKAEA ha sido responsable del funcionamiento de JET en nombre de sus socios de investigación europeos, a través de un contrato con la Comisión Europea .
En la década de 1980, el Laboratorio Culham jugó un papel decisivo en el desarrollo del concepto de tokamak esférico , una versión más compacta del tokamak en la que el plasma se mantiene en un campo magnético más estrecho en forma de 'manzana con núcleo' en lugar de la configuración toroidal convencional. Se cree que esto ofrece ventajas potenciales al permitir dispositivos de fusión más pequeños y eficientes. El experimento START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak) en Culham (1991-1998) fue el primer Tokamak esférico de tamaño completo. Su impresionante rendimiento llevó a la construcción de un dispositivo más grande, MAST (Mega Amp Spherical Tokamak), que operó entre 2000 y 2013.
Directores
- 1960-1966: John Adams
- 1966-1981: Bas Pease
- 1981-1990: Mick Lomer
- 1990-1996: Don Sweetman
- 1996-2002: Derek Robinson
- 2002-2003: Frank Briscoe (Director interino)
- 2003-2008: Christopher Llewellyn Smith
- 2008-2016: Steven Cowley
- 2016-presente: Ian Chapman [5]
Actividades actuales
Programa de fusión del Reino Unido
CCFE tiene un amplio programa de actividades que abarca la física del plasma de tokamak, los desarrollos tecnológicos para el prototipo de planta de energía de fusión DEMO, el desarrollo de materiales adecuados para un entorno de fusión, actividades de ingeniería, la formación de estudiantes, graduados y aprendices, y divulgación pública e industrial. ocupaciones.
También participa en un programa europeo coordinado, gestionado por el consorcio de institutos de investigación EUROfusion . Esto se centra en entregar la hoja de ruta europea de fusión, con el objetivo de lograr la electricidad de fusión para 2050.
CCFE participa en una serie de otras colaboraciones internacionales, en particular el tokamak ITER que se está construyendo en Cadarache en Francia. Además de contribuir a los preparativos científicos para ITER con experimentos de física de plasma en Culham, CCFE está desarrollando tecnología para el proyecto, como aplicaciones de manipulación remota, sistemas de calefacción especializados e instrumentación para mediciones de plasma ('diagnósticos').
Actualización MAST
El enfoque del programa de fusión nacional del Reino Unido es MAST Upgrade, un sucesor más potente y mejor equipado del Mega Ampere Spherical Tokamak . La construcción de MAST Upgrade comenzó en 2013 y la puesta en servicio comenzó en 2019.
La actualización de MAST se implementará en tres etapas. La financiación se acordó con el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas para la actualización del núcleo (Etapa 1a), que comenzó las operaciones de plasma en 2020. [6] Dos fases adicionales (Etapa 1b y Etapa 2) seguirán en años posteriores sujetos a financiación.
MAST Upgrade tiene tres misiones principales:
- Argumente el caso de una instalación de prueba de componentes de fusión (CTF). Un CTF probaría sistemas de reactores para DEMO , y un tokamak esférico se considera un diseño ideal para la instalación;
- Agregue a la base de conocimientos de ITER y ayude a resolver problemas clave de la física del plasma para garantizar su éxito;
- Pruebe los sistemas de reactores. MAST Upgrade será el primer tokamak en probar el innovador desviador Super-X , un sistema de escape de alta potencia que reduce las cargas de energía de las partículas que salen del plasma. Si tiene éxito, Super-X podría usarse en DEMO y otros dispositivos de fusión futuros.
Torus europeo conjunto (JET)
CCFE es responsable del funcionamiento y la seguridad de las instalaciones de JET en nombre de EUROfusion. Sus ingenieros también se aseguran de que el dispositivo JET se mantenga y se actualice para satisfacer las demandas del programa de investigación. Las actualizaciones se llevan a cabo en gran parte mediante un sofisticado sistema de manipulación remota que evita la necesidad de entrada manual. Por ejemplo, de 2009 a 2011, los ingenieros de manipulación remota quitaron el interior de JET para instalar una nueva pared interior de 4.500 baldosas para permitir a los investigadores probar materiales para el próximo tokamak ITER.
Además, CCFE participa en el programa científico JET junto con las otras 28 organizaciones de investigación EUROfusion en toda Europa.
Fondos
La financiación del programa de fusión nacional de CCFE proviene de una subvención del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas. El funcionamiento de JET se financia mediante un contrato bilateral entre la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido y la Comisión Europea.
Efecto del Brexit
Según un informe de noticias de la BBC del 29 de noviembre de 2016: "Desde la votación del Brexit , muchos en el centro se han puesto 'extremadamente nerviosos' en medio de la incertidumbre sobre la financiación futura y la libertad de movimiento. Cinco investigadores ya han regresado a Europa continental y otros han dicho que estar considerando sus posiciones ". [7]
Sin embargo, algunas de esas preocupaciones se disiparon en 2019 con la noticia de que JET continuaría siendo financiado después del Brexit. [8]
Referencias
- ^ "Lanzamiento de Culham Center for Fusion Energy" , Culham Center for Fusion Energy, 31 de octubre de 2009
- ^ Forrest, Michael (2011) Láseres a través de los huertos de cerezos , Tandem Press, ISBN 978-0-9568557-0-1
- ^ Clery, Daniel (2013) Un pedazo del sol , Duckworth Overlook, Londres, pp.143-146, ISBN 978-0-7156-4525-3
- ^ "Los disparos de DT se escuchan en todo el mundo" , Revista ITER, diciembre de 2013
- ^ http://www.ccfe.ac.uk/Key_staff.aspx
- ^ Rincón, Paul (29 de octubre de 2020). "Experimento de fusión del Reino Unido utilizado en la búsqueda de energía limpia" . BBC News Online . Consultado el 30 de octubre de 2020 .
- ^ Shukman, David. "Laboratorio de fusión nuclear del Reino Unido se enfrenta a un futuro incierto" . BBC News . BBC . Consultado el 6 de febrero de 2018 .
- ^ "Los científicos de la fusión del Reino Unido aseguran nuevos fondos a pesar del Brexit" . Noticias nucleares mundiales . Consultado el 1 de febrero de 2021 .
enlaces externos
- Sitio web del Culham Center For Fusion Energy