El Tokamak esférico para la producción de energía ( STEP ) es un concepto de planta de fusión tokamak esférico propuesto por la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) y financiado por el gobierno del Reino Unido. [1] [2] [3] El proyecto es un dispositivo sucesor de clase DEMO propuesto para la prueba de concepto de tokamak ITER de una planta de fusión, el reactor de fusión tokamak más avanzado hasta la fecha, que está programado para lograr un " plasma ardiente " en 2035. STEP tiene como objetivo producir electricidad neta a partir de la fusión en una escala de tiempo de 2040. Jacob Rees-Mogg , el Secretario de Estado del Reino Unido para Negocios, Energía y Estrategia Industrial , anunció la central eléctrica de West Burton A en Nottinghamshire como su sitio el 3 de octubre de 2022 durante la Conferencia del Partido Conservador . [4] Una central eléctrica de carbón en el sitio cesó su producción unos días antes. [5] Está previsto que el reactor tenga una salida eléctrica de 100 MW y sea autosuficiente en tritio mediante la reproducción de combustible. [6]
En septiembre de 2019, el Reino Unido anunció una inversión prevista de 200 millones de libras esterlinas (248 millones de dólares estadounidenses) para producir un diseño para STEP. La financiación cubre la fase inicial de diseño conceptual de cinco años, mientras que los costos totales de capital se estiman en varios miles de millones de libras. STEP debería estar operativo a principios de la década de 2040. [7] En febrero de 2023, el gobierno del Reino Unido estableció un nuevo organismo de entrega para STEP, UK Industrial Fusion Solutions Ltd., bajo la UKAEA. [8]
La instalación planificada en el Reino Unido se basa en un diseño de " tokamak " que utiliza campos magnéticos para confinar un plasma de isótopos pesados de hidrógeno, tritio y deuterio, que se fusionan bajo calor y presión extremos. STEP sería una variante del tokamak básico, un tokamak esférico que mantiene el plasma en forma de manzana con núcleo. El dispositivo tokamak esférico MAST Upgrade de UKAEA comenzó a funcionar en octubre de 2020 e influirá en gran medida en el diseño de STEP. [9] Con un diámetro total de solo alrededor de10 m , STEP será relativamente pequeño en comparación con ITER . Esto reduce en gran medida el costo, pero también genera mayor tensión en los materiales aplicados. [10]
La construcción del STEP está diseñada para llevarse a cabo en tres fases. La primera fase, de 2019 a 2024, debería crear un diseño conceptual integrado para el reactor junto con una estrategia para acumular una cartera de propiedad intelectual y gestionar los riesgos técnicos. Además, se localizará un sitio en el Reino Unido y se establecerá el marco operativo para el proyecto. La segunda fase, de 2025 a 2032, desarrollará el diseño de ingeniería, incluidas las pruebas y la optimización de los subsistemas, etapa en la que el sitio del STEP comenzará a ver una serie de actividades de ingeniería. En la tercera fase, de 2032 a 2040, se construirá y pondrá en funcionamiento el SPR. [10]
El objetivo actual del reactor es una producción eléctrica de 100 MWe y producirá su propio tritio a través de módulos de producción de tritio. [6]
Según la UKAEA, STEP está diseñado para complementar, no reemplazar, el desarrollo de la fusión por parte del sector privado a través de sinergias como la provisión de un conjunto mejorado de instalaciones de investigación, un marco de diseño integrado que pueda informar las actividades del sector privado y servir para solicitar una cadena de suministro de componentes y subsistemas del sector privado, un marco regulatorio del Reino Unido para la fusión y la capacitación de una fuerza laboral de fusión nacional. [10]
El programa STEP está diseñado para lograr los siguientes objetivos: [10]
- Proporcionar resultados que ayuden a informar un marco regulatorio de la fusión
- Estimular la inversión comercial
- Innovar, creando soluciones que encuentren aplicaciones a corto plazo en sectores adyacentes.
- Estimular el crecimiento de la cadena de suministro de energía de fusión mediante asociaciones
- Fomentar las habilidades de una manera diversa e inclusiva, capacitando a quienes suministrarán energía de fusión y apoyando el crecimiento de las habilidades en sectores adyacentes.
- Apoyar a la industria para desarrollar diseños para una primera flota comercial de reactores de fusión que seguirán al SPR [Reactor Prototipo STEP]
- Desarrollar el nuevo sitio STEP y la infraestructura asociada
53°22′N 0°49′O / 53.36, -0.81