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Aceros de activación reducida reforzados con óxidos para su utilización en reactores de fusión

La sociedad actual consume una gran cantidad de energía, obtenida principalmente a partir de combustibles fósiles. En un futuro próximo se prevé tanto un rápido aumento en la demanda global de energía como un fuerte incremento en los costes de extracción de estas fuentes de energía. Para dar solución a este problema, se está haciendo un gran esfuerzo en investigar otras fuentes más eficientes y que garanticen la sostenibilidad del medio ambiente. Dentro este contexto, entra en juego la fusión nuclear.

La obtención de energía a partir de la fusión nuclear tiene como ventajas que el combustible que utiliza, el hidrógeno, es casi una fuente inagotable. Además, no genera desechos radiactivos salvo por las paredes del reactor, que se activan debido a la irradiación. Con el uso de materiales adecuados esta actividad decae con muchísima mayor rapidez  que en el caso de los residuos de la fisión. Y además, si existe algún tipo de fallo, la reacción de fusión se detiene inmediatamente, evitándose accidentes catastróficos.

Actualmente se está llevando a cabo el proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) con el cual se intenta demostrar que es posible producir energía mediante fusión nuclear. A este reactor le seguirán reactores comerciales. Estos reactores deberán estar diseñados para soportar las condiciones extremas requeridas para llevar a cabo las reacciones de fusión.

Nuestra línea de investigación se centra en una tipología de aceros conocidos como aceros ferríticos de activación reducida reforzados con óxidos (aceros ODS). Estos aceros son uno de los principales candidatos para convertirse en parte de la estructura de la primera pared/manto de los futuros reactores. Deben ser capaces de soportar altos niveles de daño por irradiación, la retención de átomos ligeros producidos como consecuencia de las reacciones de transmutación, y las altas temperaturas resultantes de la reacción de fusión. El objetivo de nuestra  investigación es conseguir mejorar las propiedades de estos materiales para que sean capaces de soportar mayores condiciones extremas, lo cual mejorará el rendimiento del reactor. Los aceros serán conformados a partir de polvos metálicos prealeados mediante la técnica de ‘prensado isostático en caliente’ (HIP), la cual combina temperatura y presión isostática para mejorar sustancialmente las propiedades de los materiales. Además, los aceros ODS serán termo-mecánicamente procesados para lograr un comportamiento mecánico mejorado. Se llevará a cabo su caracterización microestructural y mecánica y las propiedades mecánicas obtenidas se relacionarán con la microestructura.