PROTECCIÓN RADIACTIVA Y SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE ACELERADORES DE ALTA INTENSIDAD DESTINADOS A SIMULAR EL DAÑO POR IRRADIACIÓN DE MATERIALES EN REACTORES DE FUSIÓN NUCLEAR

Cod.28801462

CONTEXTUALIZACIÓN

Para ubicar el trabajo de investigación en el marco de la línea de instigación vamos a hacer ua serie de consideraciones relativas a la instalación EVEDA/IFMIF.

Objetivos fase EVEDA:
El programa denominado “Engineering Validation and Engineering Design Activities for the International Fusion Materials Irradiation Facility (referido como proyecto IFMIF-EVEDA o fase EVEDA) con periodo de duración 2007-2013, incluye como principales objetivos los siguientes:

• Definición del diseño de ingeniería de la instalación IFMIF. Lo que conlleva a estudios de integración e ingeniería, elaboración de los planes detallados de construcción, especificaciones de los equipos y de los aspectos más críticos asociados al desarrollo de los mismos, análisis genéricos de seguridad y radioprotección, etc.
• Validación de los conceptos, mediante la construcción de tres prototipos: un acelerador, blanco de litio a escala 1:3, las celdas para ensayo de materiales.

Por lo que respecta a la Unión Europea, las actividades del Acelerador son lideradas por tres países: Francia (DSM/DAPNIA-Saclay), España (CIEMAT-Madrid), Italia (INFN-Legnaro).
La coordinación de los estudios y realización del acelerador prototipo se han confiado al Equipo Europeo (Accelerator System Group, ASG IFMIF-EVEDA).

Localización:
Los componentes del acelerador EVEDA se diseñaran, construirán y parcialmente se someterán a ensayo en Europa. El ensamblaje final del acelerador, y las pruebas asociadas a la demostración de la fase de puesta en funcionamiento a una mayor potencia del haz se llevarán a cabo en los edificios e infraestructuras suministrados por Japón en el emplazamiento de Rocazo. El emplazamiento de la instalación IFMIF que debería empezar a construirse en el año 2013, una vez finalizad la fase EVEDA no está elegido, siendo España uno de los países que podría optar al mismo.

Medios Tecnicos:
La construcción de un acelerador con las características indicadas anteriormente (IFMIF: 40 MeV, 2 x 125 mA) se enmarca en el nuevo campo de los problemas de los aceleradores de alta intensidad y alta potencia. Precisa del desarrollo de los elementos siguientes:

• fuente de iones de alta intensidad, suministrando un haz de deuterones de 140 mA a 100 keV;
• una cavidad RFQ (Radio Frequency Quadripole) capaz de acelerar los iones hasta 5 MeV de energía;
• una sección de adaptación;
• los elementos del acelerador lineal necesarios para obtener la energía final (alrededor de 10 MeV para la fase EVEDA y 40 MeV para IFMIF);
• una línea de transporte hasta el beam-dump (elemento en el que se ha de depositar el  haz de iones) de 1,2 MW en la fase  EVEDA y hasta el litio liquido de 10 MW para IFMIF.

Además se requiere diseñar e implementar todas actividades necesarias para poder asegurar que el acelerador va a alcanzar los objetivos de seguridad/radioprotección que se establezcan, así como diseñar e implementar los elementos de control e instrumentación especifica par caracterizar el haz. El acelerador EVEDA debiera entrar en funcionamiento a finales del 2010.
En el momento actual de desarrollo de IFMIF, fase EVEDA para validación del diseño de ingeniería, y en lo que respecta a las actividades del acelerador, España es responsable fundamentalmente de las tres siguientes tareas: i) sistema de radiofrecuencia que alimenta las cavidades de este acelerador prototipo, ii) sistema beam-dump /sistema absorbedor del haz y iii) corresponsable junto a Francia de la actividades de seguridad/radioprotección relacionadas con el diseño de los elementos del acelerador y del diseño del beam dump.
El CIEMAT es la entidad responsable de coordinar la ejecución de los proyectos en que España participa. Las actividades relativas a los estudios de seguridad/radioprotección para el acelerador EVEDA y para la definición del diseño de ingeniería del aceleradore IFMIF han sido delegadas a nivel técnico al grupo de la UNED, que es el responsable dentro del grupo de trabajo europeo, Accelerator System Group, ASG IFMIF-EVEDA, de coordinar y dar cuenta de la actividad española en el campo.
Es dentro de estas actividades donde se encuadraran los posibles trabajos a realizar por el estudiante si elige esta línea de investigación. Los contenidos de los posibles trabajos se mencionarán sen las secciones siguientes.
La relación del trabajo de investigación con las otras asignaturas del máster se indica en la sección siguiente, referida a conocimientos previos.