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Autor/a Juhera Martí, Eduard |
Abstract Debido al auge de la demanda energética mundial durante los últimos años y la perspectiva que esta demanda vaya en aumento en el futuro, existen, desde hace años, múltiples vías de investigación centradas en mejorar y aumentar la generación de energía. Una de las alternativas a los combustibles fósiles y a las energías renovables es la energía nuclear. Esta fuente energética se puede obtener por dos procesos: fisión y fusión. Ambos procesos incluyen reacciones en las que intervienen los núcleos de los átomos. La energía de fusión nuclear es una opción eficiente y limpia que puede ser muy prometedora como futura fuente energética. Existen varios proyectos dedicados al desarrollo de esta tecnología. Uno de los más importantes es ITER, con la participación de múltiples países y organizaciones. Uno de los retos de ITER es el desarrollo de la envoltura regeneradora que se encontrará alrededor del plasma del reactor. En esta zona del reactor es donde se recolectarán los neutrones emitidos en la reacción de fusión y se aprovechará su energía. Además, resulta una pieza clave para regenerar uno de los combustibles usados durante la reacción, el tritio, un isótopo del hidrógeno que no se encuentra en la naturaleza y que deberá ser generado en continuo “in-situ”. La monitorización continua del contenido de tritio dentro de la envoltura regeneradora será vital para poder asegurar el abastecimiento de combustible al plasma. Para ello, se necesitan dispositivos capaces de cuantificar este isótopo en las condiciones químicas y de temperatura que existirán en la envoltura regeneradora. Ya que actualmente no existe ningún dispositivo comercial capaz de realizar dicha tarea, uno de los objetivos principales de esta Tesis doctoral es el de desarrollar una tecnología que permita obtener sensores útiles para este fin. Los sensores desarrollados en esta Tesis doctoral constan de electrolitos en estado sólido conductores de protón. Estos electrolitos, constituidos por cerámica, presentan este tipo de conducción iónica a alta temperatura. Aunque no se han realizado pruebas con tritio, los ensayos realizados con hidrógeno han permitido demostrar la capacidad de estos dispositivos como herramienta de control. Por otro lado, en la envoltura regeneradora de los reactores de fusión nuclear, también será importante la monitorización de litio. El litio será usado para poder regenerar el tritio necesario para generar energía, ya que mediante reacciones con neutrones puede producirse tritio a partir del litio. Otro de los retos de esta Tesis doctoral, pues, es el de empezar el estudio de posibles electrolitos en estado sólido conductores de litio. En este proyecto se han elegido diversas cerámicas como candidatas a este fin. Se han sintetizado, conformado y se ha probado su resistencia frente a plomo fundido. |
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Director/a Abellà Iglesias, Jordi |
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Departamento IQS SE - Química Analítica i Aplicada |
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Fecha de defensa 2019-12-18
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