¿Hay algún escenario en el que un reactor de fusión nuclear cause un desastre?

Answer 1

Los reactores de fusión nuclear, cuando se introducen, deben ser excepcionalmente seguros : incluso más seguros que los reactores nucleares de fisión actuales que han acumulado un historial excepcional y muy envidiable de seguridad durante un período de 60 años.

Los reactores de fusión no pueden explotar como una bomba termonuclear
(simplemente no es posible dada la física)
Los reactores de fusión como los que están actualmente en diseño no explotarán como resultado de la fusión nuclear. Es excepcionalmente difícil lograr condiciones de fusión en la tierra, y la gran mayoría de las posibles condiciones de accidente solo harán que la fusión se detenga abruptamente si surge algún problema dentro del reactor.

Pueden ocurrir accidentes industriales dentro de reactores de fusión.

Sin embargo, los reactores de fusión contienen partes del reactor que deben funcionar a temperaturas extremadamente altas y muy bajas, a menudo separadas solo por distancias muy pequeñas. Muchos diseños actuales de reactores de fusión incorporan imanes que usan corrientes muy altas del orden de ~ 70 kiloamperios (y, en algunas condiciones, también altos voltajes).

Los reactores de fusión complejos de primera generación pueden estar sujetos a accidentes industriales resultantes de la operación simultánea de componentes cercanos a temperaturas muy altas y muy bajas, operación con altos voltajes y altas corrientes eléctricas, y en algunos casos explosiones resultantes de la liberación rápida de Energía magnética en imanes superconductores.

Los imanes superconductores con frecuencia almacenan mucha energía, y esta energía puede liberarse en algunas condiciones de accidente muy rápidamente (y potencialmente explosiva).
Un imán superconductor puede sufrir un enfriamiento cuando una sección del conductor pasa del estado superconductor al estado normal. En estado normal, un conductor de imán tiene resistencia óhmica y las grandes corrientes que fluyen a través del imán generan calor. Una vez que una sección de un imán superconductor se apaga, el calor producido puede conducir a más conductores a la normalidad y se genera rápidamente calor adicional. De esta manera, es posible que un accidente de enfriamiento de imán superconductor se propague rápidamente y en una fracción de un segundo volcado, toda la energía almacenada magnética del reactor como calor. Esta rápida liberación de calor en algunas circunstancias puede ser explosiva.

El conjunto de imanes superconductores para un futuro reactor de fusión puede almacenar más de 100 GJ, que es una gran cantidad de energía almacenada. Si bien el inventario radioactivo del conjunto de imanes y su equipo de soporte es pequeño, la energía almacenada y las fuerzas potenciales anormales que pueden generarse durante un accidente magnético del reactor entre las bobinas tiene la capacidad de dañar los sistemas que contienen grandes inventarios radiactivos (Tritio almacenado estructura del reactor activado por combustible y neutrones).

Los diseñadores de imanes de los experimentos de fusión actuales se dan cuenta de los riesgos del enfriamiento magnético rápido de sus imanes superconductores y hoy ofrecen excelentes sistemas de seguridad diseñados para descargar de forma segura toda la energía almacenada en el imán superconductor si la temperatura aumenta y se acerca a la transición de temperatura crítica entre superconductores y funcionamiento normal del imán óhmico.

Los escáneres médicos de resonancia magnética utilizan imanes superconductores considerablemente más pequeños que los que se emplearán en futuros reactores de fusión como estellaradores y tokamaks.

A continuación se muestra un breve video de una explosión de enfriamiento del imán superconductor del criostato MRI que ocurrió cuando un imán superconductor pasó de una operación superconductora a una operación óhmica normal – Explosión MRI

Answer 2

Los reactores de fusión nuclear tienen sus lados peligrosos … por otra parte, también lo tienen los reactores de carbón, los motores de automóviles y las fábricas de pelado de banano. Entonces, ¿cómo son los reactores de fusión excepcionalmente peligrosos?

Digamos que tenemos un reactor tokamak. En ese caso, querrás evitar estar en la sección de fusión principal toroidal, pero tal vez no por las razones que esperas. El toroide de fusión es un vacío: incluso durante la operación, solo hay unos pocos gramos de hidrógeno en todos esos cientos de metros cúbicos de espacio. Morirás de asfixia mucho antes de morir de exposición al calor.

Fuera del reactor en sí, su mayor preocupación es la radiación de neutrones. La mayoría de las reacciones propuestas (DD y DT) producen grandes cantidades de neutrones extremadamente peligrosos. Son peligrosos porque son partículas neutras; No obedecen a los campos magnéticos o electrostáticos. Dispararán a través de sólidos y gases por igual hasta que se fusionen con un núcleo e interrumpan la química local. Claro, unos pocos metros de protección te darán algo de protección, pero preferiría estar un poco más abajo.

Al final, los reactores de fusión en sí mismos no son realmente peligrosos. Lo peor que pueden hacer es decepcionarnos económicamente. Si una compañía de energía invierte cien mil millones de dólares en la construcción del primer reactor de fusión, y termina no siendo “demasiado barato para medir”, la compañía podría ir a la bancarrota. Y si un gigante de esta magnitud se derrumba, puede enviar ondas de choque a toda la economía en los próximos años.

Los reactores de fusión no son bombas literales. Pero podrían ser bombas financieras. Esa es la única forma en que la fusión nuclear podría causar un desastre.

Answer 3

Al ser puesto frente a un público sin educación, es destruido instantáneamente por las llamas de la pasión y la respuesta irreflexiva de “lo nuclear es malo”.

Y ahora tenemos un Estados Unidos que podría haber tenido una fuente de energía limpia durante décadas y, en cambio, todavía tiene carbón y está experimentando con el uso del sol como una fuente de energía importante a pesar de que solo es alrededor del 50% del tiempo.

Estamos considerando una fuente de energía con un 50% de tiempo de inactividad como una ACTUALIZACIÓN de lo que tenemos porque la gente tiene mucho miedo de la palabra “nuclear”.

ESO es un desastre.

En cuanto a lo que probablemente querías saber, todo depende del diseño específico. Pero incluso entonces, un reactor de fusión está tratando con elementos de LUZ que no son radiactivos. Entonces, incluso si encontraste un peor escenario y agregaste explosivos para empeorar todo tratando de hacer un desastre peor que Chernobyl … no sucedería. El nivel de radiación es simplemente inexistente.

Las centrales eléctricas de fisión funcionan jugando con material radiactivo. Fusion juega con helio e hidrógeno. Algo que tienes en globos de fiesta para niños.

TL: DR Solo los desastres que pueden ocurrir son políticos y monetarios, ya que las centrales eléctricas son caras de reparar en caso de desastre. Sin preocupaciones de radiación.