9 de enero de 2025.- Reino Unido alcanzó un hito en la producción de acero de fusión a gran escala. Los investigadores consiguen un ahorro de costes de producción de 10 veces gracias al acero de activación reducida.
Un grupo de trabajo de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) ha demostrado con éxito la producción a escala industrial de acero apto para fusión. Este logro tiene el potencial de reducir los costos de producción en un orden de magnitud y mejorar la eficiencia de las futuras centrales eléctricas de fusión.
En su primer año de existencia, el consorcio NEURONE (Neutron Irradiation of Advanced Steels) ha logrado un avance sin precedentes en el Reino Unido. El grupo ha logrado producir acero ferrítico-martensítico de activación reducida (RAFM) apto para fusión a escala industrial, utilizando un horno de arco eléctrico (EAF) de siete toneladas en el Materials Processing Institute (MPI) de Middlesborough.
David Bowden, jefe del equipo de ciencia e ingeniería de materiales de UKAEA y responsable del programa NEURONE, afirmó: «Uno de los principales desafíos para generar energía de fusión es desarrollar materiales estructurales capaces de soportar las temperaturas extremas (al menos hasta 650 grados Celsius (°C)) y las altas cargas de neutrones que requieren las futuras centrales eléctricas de fusión».
Las altas temperaturas y los altos niveles de radiación provocados por las altas cargas de neutrones surgen como resultado de la reacción de fusión. Por lo tanto, los materiales estructurales desempeñan un papel importante para mantener la integridad de la central de fusión en estas condiciones.
Basado en la tecnología EAF, con protocolos termomecánicos y de purificación mejorados, este enfoque tiene el potencial de reducir drásticamente los costos de producción hasta 10 veces en comparación con sus contrapartes RAFM convencionales, utilizando una infraestructura existente y fácilmente escalable dentro de la cadena de suministro.
MPI dirigió los ensayos que permitieron la fabricación, prueba y análisis de aceros especiales para altas temperaturas, inicialmente a escala de laboratorio, dando lugar a ensayos a escala industrial en su horno eléctrico de arco.
Richard Birley, líder del proyecto NEURONE en MPI, afirmó: «Como única instalación de investigación de acero soberana del Reino Unido capaz de producir acero RAFM a esta escala, este es un momento innovador para la I+D en materia de fusión nuclear».
«La producción de 5.5 toneladas de acero RAFM apto para fusión sienta las bases para una fabricación rentable de este tipo de acero para fusión para futuros programas de fusión comercial», explica el Dr. Bowden.
«NEURONE tiene previsto producir variantes avanzadas de acero RAFM capaces de funcionar a temperaturas de hasta 650 °C, un objetivo ambicioso, dada la física del estado sólido del comportamiento de los materiales irradiados. El desarrollo de estos tipos de acero también podría beneficiar a las industrias adyacentes que requieren aceros estructurales de alta resistencia y alta temperatura, como la fisión nuclear o la petroquímica. El programa también pretende producir una aleación avanzada optimizada de RAFM utilizando el horno de arco eléctrico a una escala de varias toneladas similar a la del mejor acero de fusión en desarrollo (RAFM) de la UE (EUROFER 97)», concluye.
El Consorcio NEURONE es una colaboración de ~£12 millones entre la División de Materiales de UKAEA y socios académicos e industriales de todo el Reino Unido, así como socios internacionales, que brindan acceso a instalaciones de irradiación de neutrones.
NEURONE se creó para investigar, probar y desarrollar aceros que funcionen a temperaturas más altas que sus homólogos convencionales. Esto maximizará la capacidad de las máquinas de fusión para extraer calor, que se utiliza para alimentar turbinas y crear electricidad, mejorando así la eficiencia general de las centrales eléctricas de fusión.
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