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Responsable: Francisco Javier García López
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2013-2016 Retos - Colaboración Empresa
Referencia: RTC-2017-6369-3
Fecha de Inicio: 01-01-2018
Fecha de Finalización: 31-12-2021

Empresa/Organismo financiador/es:

• Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Socios:

• Alter Technology Tüv Nord, S.A.U.
• Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Equipo:

• Investigadores:
  • María del Carmen Jiménez Ramos

Contratados:

• Técnicos/Personal Administrativo:
  • Adrián García Osuna

Resumen del proyecto:

La reducción de las reservas de combustible fósiles, junto con el incremento en la demanda energética derivada del crecimiento de la población mundial, el incremento del flujo de migración a las ciudades, así como del acceso a la electricidad de los países en desarrollo compromete la seguridad energética global. Además de satisfacer la demanda energética global, en las próximas décadas será crucial reducir el coste medioambiental y el impacto sobre la salud del actual espectro de producción energética. Por todo esto se requiere una nueva forma de energía, cuya producción a gran escala sea sostenible y no basada en carbono. La energía de fusión se considera la más seria candidata. La producción controlada de energía de fusión es un proceso altamente eficiente, que se basa en materias primas abundantes y que genera productos derivados y residuos en menor cantidad y con menor riesgo que los generados tanto por la combustión de combustibles fósiles como en los reactores nucleares. La energía de fusión puede ser producida solo bajo condiciones muy concretas, consistentes en temperaturas extremadamente altas junto con suficiente densidad de plasma y tiempo de confinamiento.

Las duras condiciones de operación de las futuras generaciones de reactores van a poner a prueba, o incluso inutilizar, algunos de los sistemas de diagnóstico y medida que se usan actualmente en los dispositivos de plasma de fusión basados en confinamiento magnético. Específicamente, se requerirán aproximaciones radicalmente distintas para la gestión y control de las operaciones rutinarias de los plasmas mediante un número limitado de parámetros, los cuales deberán ser distintos a los actuales, e.g. sensores de inducción magnéticos o sistemas ópticos de detección de gran ángulo en el rango visible.

En este proyecto, se pretende contribuir al desarrollo de sensores de radiación para uso en diagnóstico de plasma en aplicaciones de reactores de fusión nuclear, los cuales deberán soportar altos flujos de neutrones y temperaturas superiores a 200º C.

Proponemos desarrollar dispositivos basados en materiales semiconductores de gap ancho tales como el SiC, operativos en entorno de altas temperaturas, y más resistentes a la radiación que los detectores de silicio.

Este proyecto incluye diferentes elementos innovadores:

1. Desarrollo de una nueva generación de detectores de radiación en sustratos de SiC, basado en el uso de contactos eléctricos hechos con materiales de grafeno. Esta nueva tecnología permitirá una robusta operatividad bajo condiciones ambientales extremas.
2. Detectores de radiación que pueden aguantar al mismo tiempo altas temperaturas (>200ºC) y altos flujos de irradiación neutrónica (10¹⁶ n/cm²).
3. Técnicas de medidas avanzadas en ambientes hostiles, alta temperatura e irradiaciones.
4. Encapsulado de los sensores de radiación que puedan aguantar altas temperaturas y altos flujos de radiación