¿Un reactor de fusión generará desechos radiactivos (p. Ej., Componentes del reactor irradiados) que deberán eliminarse?

Answer 1

Las máquinas de fusión formarán algunos desechos de nivel intermedio en forma de equipos activados desde cerca del núcleo. La longitud en que estos desechos permanecerán radiactivos dependerá de los elementos que estén presentes.

Con un poco de suerte, las plantas estarán hechas de acero inoxidable con bajo contenido de cobalto y otras cosas que no dan productos de activación de larga duración en grandes cantidades. En unas pocas décadas, la mayor parte de la actividad habrá desaparecido. Puede haber un Ni-63 de larga duración que es un emisor beta de baja energía pero muy longevo (vida media de 100 años). Es probable que las partes centrales usadas de tales máquinas se eliminen como desechos activos.

Mucho dependerá del diseño, con la elección correcta del diseño será posible desmontar los reactores con menos producción de residuos. Por ejemplo, la cueva para el reactor debe tener paredes cubiertas de ladrillos en lugar de ser de hormigón sólido fundido como un gran bulto.

La razón es que la mayoría de los productos de activación deben estar en los ladrillos encima del concreto, al eliminar los ladrillos que no son parte de un muro de carga en el edificio, será posible eliminar gran parte de la radiactividad inducida sin tener que derribar todo el edificio o hacer modificaciones costosas al edificio. Esto permitirá que el edificio se reutilice con mayor facilidad.

También el concreto del edificio y como muchas cosas deben cubrirse con una capa de algo como el óxido de boro, la idea es que esto despedazará las cosas para evitar la activación de neutrones. Estaría tentado a usar una serie de tanques de agua de plástico llenos de solución de borato. Esto formará un muy buen escudo contra la activación de neutrones y puede ser drenado al final de la vida de la planta.

Answer 2

Sí, con diseños actuales. El revestimiento de la cámara de fusión sufrirá una gran irradiación de neutrones y se dañará a nivel atómico. Tendrá que ser reemplazado y será radiactivo cuando se retire.

Sin embargo , las vidas medias de los isótopos creados serán mucho más cortos que los creados en las barras de combustible. Parte de la selección de materiales obviamente facilitará esto. Esto significa que solo dejar el revestimiento removido durante unos años (no décadas) probablemente reducirá la radiación a un nivel fácilmente manejable. Cuando visité el Joint European Torus (JET), había estado cerrado durante 18 meses y, dijeron, la cámara de reacción ahora estaba lo suficientemente silenciosa como para que ya no necesitara placas de radiación.

Y es probable que el volumen total de materiales radiactivos creados sea minúsculo en comparación con las barras de combustible usadas de una central eléctrica de fisión.

Entonces, aunque el problema no es cero, es un orden de magnitud menor que el del poder de fisión.

Answer 3

Una nota al margen básica para cualquiera que quiera convertirse en un fanático de la energía de fusión. Es muy difícil mantener una reacción de fusión, ya que la más mínima desviación del mantenimiento de las condiciones adecuadas detendrá la reacción. Entonces, no hay síndromes de China (reacciones desbocadas).

Los neutrones rápidos (14 Mev) causan el mayor daño al causar radiación secundaria en los revestimientos centrales y los materiales de protección, pero otras radiaciones de ionización como la gamma pueden causar daños y también cierto nivel de radiación secundaria.

Hice algunos experimentos de efectos de radiación en compuestos de polímeros en todo el espectro de radiación de fusión, y los neutrones lentos causaron tanto daño, si no más, que los neutrones rápidos en hidrocarburos (por ejemplo, polímeros, epóxidos). La radiación residual duró menos de unos pocos días, si tanto tiempo.

Answer 4

Gracias por preguntar y perdón por escribir tarde.

Sí, como también dijo Alec, tendremos algunos desechos radiactivos de componentes irradiados en un reactor de fusión que podrían requerir su eliminación.

Se activarán las bobinas de campo, el escudo, el recipiente de vacío, los materiales reproductores e incluso las estructuras crioestables. Muchas partes más cercanas al plasma pueden requerir un reemplazo oportuno para garantizar el funcionamiento eficiente del reactor durante su vida útil también. La mayoría de los desechos activados después del desmantelamiento del reactor calificarían para su eliminación o eliminación superficial como desechos de bajo nivel, pero una gran parte de ellos también serán desechos de nivel medio. Es un campo de investigación importante desde que comenzaron a construir los primeros tokamaks. Se ha estudiado y propuesto una gran cantidad de investigación sobre métodos viables para reducir los desechos de los reactores de fusión, limpiando, reutilizando o reciclando. Creo que las universidades de los Estados Unidos (Wisconsin-Madison), Japón y Bélgica también están involucradas en esta investigación. Probablemente pueda ver algunas de sus publicaciones para una mejor idea.

PD

1. Las estrategias de gestión de residuos difieren entre países. Lo que se puede reutilizar en el país A, podría necesitar ser eliminado en el país B.
2. Los reactores de fusión también producirán desechos de alto nivel, principalmente de componentes estructurales, reproductores y materiales reciclados que seguirán acumulando radiactividad durante los ciclos.
3. No soy un experto, y podría haber escrito algo mal. Señale amablemente en los comentarios.

Answer 5

Lo siento, no hay suficiente conocimiento para responder a esto Ron.