Investigación de una nueva fuente de energía primaria mediante LFA y DSC

Investigación para una sociedad cambiante: Con esta misión en mente, más de 7.000 personas trabajan en el Forschungszentrum Jülich en opciones para una sociedad digitalizada, un sistema energético respetuoso con el clima y economías que protejan los recursos. Combinamos las ciencias naturales, biológicas y técnicas en los campos de la información, la energía y la bioeconomía con conocimientos especiales en supercomputación y desplegamos infraestructuras científicas únicas. Como miembro de la Sociedad Helmholtz, Forschungszentrum Jülich es uno de los principales centros de investigación interdisciplinaria de Europa. En el Instituto para la Investigación de la Energía y el Clima, División de Física del Plasma (IEK-4), la investigación se centra en temas relacionados con las interacciones plasma-material. 'Formamos parte de un esfuerzo internacional en red para hacer realidad las centrales eléctricas basadas en la fusión nuclear. Nuestro objetivo es poner en marcha en la Tierra el proceso mediante el cual el Sol y otras estrellas producen su energía, proporcionando así un suministro energético seguro, respetuoso con el medio ambiente y disponible a largo plazo", se afirma en la página web del instituto de investigación (Fuente: Plasmaphysik (IEK-4) (fz-juelich.de))

Conozcamos mejor sus investigaciones actuales:

En el Laboratorio de Materiales de Alta Temperatura (HML) del IEK-4 se investiga actualmente una nueva fuente de energía primaria. En ^ITER1, un reactor de fusión que se está construyendo actualmente en el sur de Francia, y ^DEMO2, el siguiente paso hacia el futuro uso comercial de la fusión nuclear, se producen altas cargas térmicas durante el funcionamiento, tanto estacionarias (hasta 20 ^MW/m2) como transitorias (del orden de ^GW/m2 durante µs a ms). Esto requiere materiales y componentes que presenten una gran Estabilidad térmicaUn material es térmicamente estable si no se descompone bajo la influencia de la temperatura. Una forma de determinar la estabilidad térmica de una sustancia es utilizar un TGA (analizador termogravimétrico). estabilidad térmica y, al mismo tiempo, sean capaces de disipar el calor con la rapidez correspondiente.

^{1ITER: Reactor Termonuclear Experimental Internacional: Reactor experimental de fusión nuclear cuyo objetivo a largo plazo es generar electricidad a partir de la energía de fusión}

^{2DEMO: DEMOnstration Power Plant: Proyecto de seguimiento del reactor de fusión nuclear ITER. En el futuro servirá para desarrollar tecnologías, algoritmos de control y zonas físicas de funcionamiento.}

Un ejemplo típico es la distribución de la temperatura en un componente desviador en diseño monobloque consistente en tungsteno, el material cargado con plasma, un tubo de CuCrZr y una capa intermedia de cobre puro para compensar los diferentes coeficientes de expansión térmica del tungsteno y el CuCrZr.

El Laboratorio de Materiales de Alta Temperatura (HML ) del IEK-4 en el Forschungszentrum Jülich sirve principalmente para la caracterización y cualificación de estos materiales y componentes tanto antes como después de la radiación neutrónica mediante la carga a través de equipos de plasma y haz de electrones, así como métodos relacionados de postcaracterización. En el Laboratorio de Termofísica del HML del IEK-4, la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica hasta 2800°C se determina con el equipo de flash láser NETZSCH LFA 427 y la capacidad calorífica de materiales metálicos y cerámicos hasta 1575°C se determina mediante una unidad DSC 404 C de larga vida útil, así como un DSC 404 F1 Pegasus^®®.

Los materiales ensayados van desde aleaciones y compuestos de wolframio hasta compuestos de carbono reforzados con fibra de carbono y fieltros de grafito para aplicaciones como la aeroespacial, pasando por aislantes cerámicos en el campo de los álabes de turbina y materiales tóxicos como el berilio. También se están haciendo preparativos para ofrecer en el futuro mediciones adicionales en muestras radiactivas de bajo nivel, y se está debatiendo la ampliación de las posibilidades de ensayo de materiales altamente radiactivos mediante la instalación de equipos en la celda caliente.

Nuestra colaboración con NETZSCH-Gerätebau GmbH se remonta a muchos años atrás. En la actualidad, nuestro intercambio va mucho más allá de la participación en el grupo de trabajo de termofísica y la ejecución de pruebas de tipo round-robin, sobre todo cuando los problemas inusuales sólo pueden resolverse combinando nuestra experiencia interna con la de NETZSCH.

Muchas gracias a Gerald Pintsuk del Forschungszentrum Jülich por esta visión del trabajo de investigación sobre fuentes de energía primaria.

Esperamos seguir colaborando con éxito.

Más información:

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  LFA 427
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  DSC 404 F1 Pegasus^®