Proyecto ITER da un nuevo paso para reproducir un Sol en la Tierra

¿Te imaginas cómo podríamos replicar un Sol en la Tierra? Sí, así es, hablamos -nada más y nada menos- que del Sol, la estrella que, a pesar de ser la más cercana a nuestro planeta, se ubica a casi 150 millones de kilómetros, y cuyo núcleo posee una temperatura aproximada de 15 millones de grados centígrados.

Lo primero que debemos saber es que toda esa energía liberada por el Sol, en forma de luz y calor, se origina en su núcleo, como resultado de reacciones nucleares de fusión. Estas reacciones son protagonizadas por núcleos de hidrógeno que chocan entre sí y se fusionan, dando lugar a un núcleo más pesado de helio y liberando energía, que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética.

Imagen del Sol
Imagen del Sol

Todo lo anterior es para contextualizar un hito que se produjo el martes 28 de julio, en Cadarache, Francia, donde se inauguró la fase de ensamblaje del Reactor Experimental Termonuclear ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), cuyo objetivo es producir energía neta a partir de la fusión nuclear. En simples palabras, consiste en reproducir un Sol en la Tierra.

Ya lo decíamos: este proceso de fusión nuclear es la forma en que las estrellas producen energía y para ello, requiere como combustible dos tipos de hidrógeno, los isótopos deuterio y tritio. El deuterio es abundante en el agua de mar (33 miligramos de deuterio por litro) y el tritio -escaso en forma natural- es posible de obtener a partir del litio.

En qué consiste ITER

La idea de desarrollar un proyecto colaborativo de esta envergadura nació en 1985. Tres años más tarde, se firmó el primer acuerdo internacional y se inició su diseño conceptual. Hoy, ya se construye en Francia el experimento de fusión nuclear por confinamiento magnético (tokamak, máquina diseñada para investigar la fusión nuclear controlada) más grande del mundo.

Este ambicioso proyecto reúne a 35 países, quienes aportan un presupuesto que supera los 24 mil millones de dólares, dividido en millonarias cuotas y en proyectos de investigación científica, cuyos resultados son compartidos a todos los miembros.

Países Participantes
Países Participantes

Su objetivo es construir el primer reactor de fusión nuclear de 500 MW, capaz de funcionar en forma continua durante ocho minutos, produciendo más energía de la que consume. Esto se traduce en una ganancia de energía de Q=10. Un dato: Q es el factor de multiplicación de potencia, lo que quiere decir que al inyectar una potencia de 50 MW a un experimento, este debe producir 10 veces más potencia, es decir, 500 MW.

Pero no es tan fácil como suena, porque para lograr ese objetivo, ITER debe ser capaz de producir los 500 MW de potencia de fusión nuclear y, hasta ahora, el récord es de Q=0.67, alcanzado por el Joint European Torus de Reino Unido que, en el año 1997, logró 16 MW de potencia de fusión, a partir de 24 MW de potencia introducida al plasma. Como dijimos anteriormente, ITER está diseñado para producir un factor de multiplicación Q=10, que significa 500 MW de energía de fusión a partir de 50 MW de potencia introducida al plasma.

Y, aunque su objetivo no es transformar esa energía en energía eléctrica, sí será capaz de demostrar que es posible producir energía neta a partir de la fusión nuclear, y también que es factible integrar los experimentos actuales de fusión a escala menor con las operaciones que desarrollan las plantas de fusión nuclear de potencia, junto con probar tecnologías de calentamiento, control, diagnóstico, criogenia (técnicas de enfriamiento) y mantención remota.

Otro de sus desafíos serán las pruebas de producción de tritio en un ambiente de fusión, a partir de las paredes del reactor que incluyan litio. Para recordar, el tritio se produce por el bombardeo de blancos de litio con neutrones libres.

Finalmente, esta iniciativa también permitirá demostrar las características de seguridad con que operan los dispositivos de fusión, e igual de importante, su mínimo impacto en el medio ambiente.

Ver cronología de ITER 

El desafío de la ingeniería y los materiales

Un reactor de fusión es un auténtico ejemplo de ingeniería extrema. ¿Qué tal si te contamos que alcanza temperaturas incluso superiores a las del Sol (100 millones de grados)? Y más aún, que debe operar bajo condiciones de confinamiento magnético, que significa mantener confinado el plasma, para que permanezca unido, circulando solo por rutas predefinidas, sin contacto con las paredes del reactor, para así mantener una temperatura y densidad plasmática óptimas para la fusión.

Precisamente, la energía que se genera a partir de los neutrones liberados durante la fusión, es absorbida por el cobertor de litio que rodea al aparato, y que se usa para generar tritio.

En esa línea, parte de los desafíos implica el estudio de todos estos materiales, que están sometidos constantemente a la intensa radiación de los neutrones y a potentes choques de calor. Por eso, hoy se están diseñando materiales destinados a esta primera pared, que podrían ser capaces de resistir seis veces más calor que los actuales.

Fusión Nuclear: ¿qué hacemos en la CCHEN?

En el mundo se realizan diversos experimentos que aportan a la investigación del confinamiento magnético, confinamiento inercial, de ciencias de materiales y de la física básica relacionada con la fusión nuclear, solo por nombrar algunos.

Equipo Plasma Focus
Equipo Plasma Focus

En particular, los investigadores del Laboratorio de Física de Plasmas y Fusión Nuclear de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), investigan fusión en experimentos pequeños, siendo líderes mundiales en el escalamiento y miniaturización de equipos plasma focus, con los que se obtiene plasmas con la misma densidad y temperatura que en las grandes instalaciones de plasma focus del mundo. Ver más.

Entre los resultados más importantes que hemos obtenido como laboratorio, está el desarrollo de equipos miniaturizados de plasmas (caben sobre una mesa), que generan reacciones de fusión nuclear y, además, choques de plasmas que, al interactuar con un material, producen un daño equivalente al que se espera en ITER. Para entender lo que implica este “daño”, debemos comprender que, aun cuando el plasma esté confinado, se producirán llamaradas y choques de plasma que llegarán a las paredes de este reactor, con una potencia y energía equivalente a un vagón de 100 toneladas que choca con una pared a 220 km/hora.

Leopoldo Soto, Doctor en Física e investigador del Laboratorio de Física de Plasmas y Fusión Nuclear, explica que “lo que hacemos es producir la misma cantidad de energía por unidad de volumen que en los grandes experimentos de fusión del mundo, tipo plasma focus, pero en equipos 10 mil veces más pequeños, prácticamente el mismo escenario físico pero a un considerable menor costo. Varios países se han inspirado en nuestras investigaciones y realizan experimentos similares a los nuestros”.

Tal como te contábamos, si bien ya comenzó el ensamblaje del proyecto en Francia, aún no se desarrollan en el mundo los materiales con que se recubrirá la pared interna del reactor, aquella que deberá resistir los choques y llamaradas de plasmas.

Los equipos pequeños y miniaturizados desarrollados en la CCHEN permiten estudiar el efecto en nuevos materiales en condiciones equivalentes a las que se espera tener en ITER (ver aquí). Por eso, nuestros investigadores también desarrollan modelos teóricos relativos al efecto en materiales sometidos a estas condiciones extremas de choque y calor.

Para entender de manera sencilla y entretenida qué es la fusión nuclear y conocer las investigaciones realizadas en materiales para reactores de fusión nuclear, te invitamos a visitar el Canal Ciencia Entretenida de nuestros investigadores.

Todas estas investigaciones se desarrollan en el marco de proyectos financiados por FONDECYT, proyectos Anillos de la ANID y proyectos del Organismo Internacional de Energía Atómica, entre otros.

El Laboratorio de Física de Plasmas y Fusión Nuclear de la CCHEN está integrado por los investigadores, Dr. Leopoldo Soto (Director del proyecto Anillo ACT-172101), Dr. Cristian Pavez, Dr. Sergio Davis, Dr. José Moreno, Dr. Biswajit Bora, Dr. Gonzalo Avaria, Dr. Jalaj Jain, Dr. Rodrigo Andaur y por el profesional de apoyo técnico Sr. Marcelo Vásquez.

 

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Créditos: Foto de portada(archivo de Wikimedia Commons | Autor: OAK Ridge National Laboratory),  Foto Países Participantes(Inkscape).

La CCHEN se propone contribuir a la disminución de la brecha de género en Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas

Como parte de sus políticas institucionales, la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) ha puesto en acción su Agenda de Género 2018-2022, que incluye una serie de compromisos, entre ellos, uno que tiene que ver con el proyecto SAGA (STEM and Gender Advancement) impulsado por la UNESCO, para promover la participación de mujeres y niñas en los sectores de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM). 

La importancia del proyecto SAGA radica en la dificultad que existe para dimensionar aspectos clave a la hora de evaluar brechas, como la diferencia salarial entre hombres y mujeres, o la detección del punto en el que niños y niñas en edad escolar se inclinan por unas u otras carreras. 

Con ese objetivo, se trabaja con datos desagregados por sexo e información relativa a impulsores y barreras detectadas. Asimismo, se apunta a la uniformidad con que se recopilan los datos, que luego se espera traspasar en una siguiente etapa al sistema educacional. 

Esta metodología se ha difundido a través de talleres en diversos países, entre ellos Chile (año 2019), para incorporarse como parte de las herramientas de la administración pública, en un esfuerzo conjunto entre el Ministerio de la Mujer, el Ministerio de Educación, el Ministerio de Ciencia y CONICYT (hoy Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo).

Por su parte, a través de este proyecto, la CCHEN busca contribuir, mediante indicadores y políticas, a la medición de brechas, para determinar e impulsar acciones que motiven la vocación de niñas y jóvenes en estas áreas.

“Hoy, en la Comisión trabajan 303 personas, de las cuales el 33% son mujeres, en tanto, en términos de jefaturas, cerca del 40% ejerce cargos de responsabilidad. Cada una aporta en ámbitos variados de nuestro quehacer, destacando tecnologías nucleares, protección radiológica, desechos radiactivos, operación del reactor, materiales avanzados y prevención de riesgos, por nombrar solo algunas de las funciones que realizan las mujeres, aportando, día a día, con su experiencia y conocimientos a la contribución de valor público que la CCHEN -en su calidad de instituto tecnológico del Estado- realiza para el desarrollo de nuestro país”, señaló el director ejecutivo de la CCHEN, Jaime Salas.

El directivo agregó que “si bien lo anterior es un paso, hoy buscamos dar otro, levantando datos, detectando brechas y tomando decisiones para que la Comisión sea mucho más equitativa”.

Para cumplir con su propósito, el proyecto SAGA tiene siete objetivos. En tres de ellos la CCHEN aporta a través de diversas acciones. Estos son:

Objetivo 1: percepciones, actitudes, comportamiento, normas sociales y estereotipos hacia las mujeres STEM en la sociedad. 

Objetivo 2: acciones para atraer a niñas y mujeres jóvenes a la educación primaria y secundaria en STEM, así como en educación técnica y vocacional. 

Objetivo 3: acciones para atracción, acceso y retención de mujeres en educación superior en STEM.

“Nuestra Institución, a través de diferentes actividades, incentiva a las niñas y jóvenes a conocer áreas de tipo científica, en las que son plenamente capaces de cumplir roles, tal como lo demuestran a diario nuestras colegas, que contribuyen en áreas únicas en nuestro país. Quebrar los estereotipos de género son avances hacia la igualdad entre mujeres y hombres, y colaborar con indicadores para el proyecto SAGA ayudará a crear políticas efectivas que contribuyan a esa igualdad”, comentó Marcela Ojeda, encargada del Plan de Acción de Género de la CCHEN.

Mujeres en energía (nuclear)

Según datos del Ministerio de la Mujer y la Equidad de Género, solo el 12% de los trabajadores del sector energía en Chile son mujeres. Esta cifra ha impulsado una serie de acciones, como el programa Energía + Mujer del Ministerio de Energía, que se ha propuesto revertir la cifra.

En representación de la CCHEN, las funcionarias María José Inestrosa (Departamento de Materiales Avanzados) y Loreto Sepúlveda (Departamento de Ingeniería y Mantenimiento) son parte de la mesa técnica público-privada del programa Energía + Mujer, en el marco de las acciones que se realizan en el marco de la Agenda de Género 2018-2022.

Por otra parte, cabe destacar que el Organismo Internacional de Energía Atómica también viene trabajando con ese propósito desde hace un tiempo, promoviendo la mayor participación de mujeres en proyectos de cooperación técnica, en misiones, reuniones y capacitaciones.

Justamente, este año un grupo de funcionarias de la CCHEN, lideradas por la ingeniera Paula González, busca implementar el capítulo chileno de Women in Nuclear, una agrupación sin fines de lucro, que promueve instancias de cooperación y visibilización de las mujeres que trabajan en los diversos campos de la energía nuclear y de las radiaciones. Esto, en el marco del Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe (ARCAL), a cargo del Departamento de Cooperación Técnica del OIEA.

Las oportunidades para desarrollar acciones más inclusivas son variadas, pero requieren de una alta coordinación para velar porque sean mucho más efectivas. Y es que no se trata solo de un compromiso: la evidencia muestra que la diversidad ayuda al progreso.

Contexto internacional

La participación de las mujeres en carreras de educación superior ha ido en aumento, pero la brecha de género en los sectores STEM persiste. Según la UNESCO, menos del 30% de los investigadores en el mundo son mujeres, y cerca del 35% de las estudiantes escogen carreras STEM.

A nivel de América Latina y el Caribe, el 45% de los investigadores son mujeres, una cifra alta en comparación al promedio mundial (29%) que, en el caso de Chile, alcanza un 33%. Si a esto sumamos que la ciencia e igualdad de género son claves para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030, tenemos por delante un gran desafío.

En efecto, la igualdad de género en STEM es la base para alcanzar estos Objetivos, y la educación es clave para preparar a quienes nos ayudarán en esta tarea. Ya lo vemos hoy, el aporte de la ciencia y la tecnología en tiempos de pandemia es crucial para enfrentar el desafío, no solo en salud, sino que también en los esfuerzos que se deberán plantear para la recuperación económica.

#MujeresEnLoNuclear

A continuación, te invitamos a revisar las campañas comunicacionales realizadas por la CCHEN, en el marco del Día Internacional de la Mujer en 2019 y 2020.

Ver campaña Día de la Mujer 2019 – #YoAportoEn

Ver campaña Día de la Mujer 2020 – #YoQuieroSer

OIEA informa sobre circulación de malware

Por estos días circula una campaña de malware (acrónimo de malicious software) vía correo electrónico, que pretende provenir del Organismo Internacional de Energía Atómica (específicamente del Departamento de Cooperación Técnica), valiéndose de antiguas cuentas de mail del Organismo, con fines malintencionados. Estos correos contienen un archivo de malware -altamente infeccioso- llamado EMOTET.

Aunque el OIEA no puede evitar su envío, ha implementado controles para que los destinatarios externos verifiquen su autenticidad. Ver más.

Recomendaciones:

  • Si recibe un correo del OIEA, pase el mouse sobre la dirección del remitente para ratificar su origen.
  • Si recibe un correo malintencionado elimínelo de inmediato.
  • Si ha recibido adjuntos de uno de estos correos, desconecte su equipo y comuníquese con su departamento de informática de inmediato.

Consultas: Hans de Jong, director de Seguridad de la Información (CISO) del OIEA, ciso@iaea.org.

Cortometraje infantil sobre tecnologías y aplicaciones nucleares es parte de nuevo canal TV Educa Chile

¡Tenemos buenas noticias! El cortometraje “Luciana y los galletones mágicos” es parte de la parrilla programática del recientemente lanzado canal TV Educa Chile, una iniciativa del Ministerio de Educación, junto al Consejo Nacional de Televisión (CNTV) y a la Asociación Nacional de Televisión (Anatel), que cuenta con la producción de TVN.

Así, niños, jóvenes y adultos pueden ver este corto en la señal 2 de cualquier canal de televisión abierta, en el bloque “Descubre”, que se transmite en dos horarios, de 10:03 a 11:54 y de 16:05 a 17:56 hrs. Fue transmitido el lunes 01 de junio, lunes 22 de junio, lunes 06 de julio y domingo 12 de julio.

Próximas fechas:

  • Lunes 27 de julio
  • Sábado 01 de agosto
  • Lunes 17 de agosto

“Luciana y los galletones mágicos” es un cortometraje desarrollado por Fundación Planetario de la Universidad de Santiago de Chile y la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), que muestra, mediante una simple, didáctica y emotiva historia, una conversación entre la pequeña Luciana y su padre, sobre el origen del universo y de cómo la energía contenida en las estrellas ha sido utilizada en beneficio de la humanidad. La historia tiene algunos ingredientes extra que te invitamos a descubrir.

Este corto fue elaborado a partir de dos focus groups realizados con alumnos de 6° a 8° básico, para conocer sus inquietudes en la materia y determinar cómo abordarlas. En forma complementaria, se tomaron en cuenta los aspectos básicos de ciencias que aprenden los estudiantes de 6° básico a 4° medio, en forma transversal.

Esto va en línea con el objetivo de la iniciativa, que busca generar un bloque con contenidos pedagógicos, que responda a la necesidad de educación en el contexto de la crisis actual.

“En este cortometraje se expone la relación que existe entre los fenómenos astronómicos y los fenómenos nucleares y radiactivos, desde los inicios del Universo, y sobre cómo algunos fenómenos que ocurren a diario en él han sido estudiados por investigadores a lo largo del tiempo, e incluso, utilizados en diversas aplicaciones para beneficio de la sociedad”, comentó Gustavo Venegas, de la Oficina Asesora de Comunicación Corporativa de la CCHEN, quien añadió que “todo este trabajo se desarrolló en un contexto educativo, con un lenguaje claro, cotidiano y un toque de emocionalidad”.

Ver nota Planetario Chile.

Instituto de Salud Pública renueva autorización a la CCHEN para operar como laboratorio farmacéutico

Con fecha 26 de junio de 2020, el Instituto de Salud Pública (ISP) del Ministerio de Salud renovó por tres años la autorización de funcionamiento como laboratorio farmacéutico de producción a las instalaciones que opera el Departamento de Producción de Radiofármacos de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), que aplica para las secciones ubicadas en el Centro de Estudios Nucleares La Reina y Centro de Estudios Nucleares Lo Aguirre.

Es importante destacar que durante el proceso de solicitud de la autorización, se realizó una visita inspectiva de Buenas Prácticas de Manufactura a las instalaciones, tras la cual quedó de manifiesto el continuo avance de la CCHEN en lo que respecta a las medidas sanitarias vigentes, lo que dio paso a la renovación de autorización. El esfuerzo de la Comisión, para los próximos tres años, es continuar dando prioridad a todas estas medidas, para obtener la renovación automática y definitiva.

Obtener esta renovación de autorización es un gran hito para nuestra Institución, porque refleja a la perfección nuestro compromiso, y pone en relieve el valor público que ofrecemos, en el área de la salud, a la ciudadanía, a través de un servicio tan clave, como lo es la producción de radiofármacos que contribuyen a detectar y tratar distintos tipos de cáncer en Chile”, señaló el director ejecutivo de la CCHEN, Jaime Salas.

Por su parte, el jefe del Departamento de Producción de Radiofármacos de la Comisión, Andrés Núñez, añadió que “este logro es de todo el equipo de producción (área reactor, liofilizados y ciclotrón), control de calidad, aseguramiento y área administrativa que, día a día, ha asumido un total compromiso con esta nueva forma de trabajo, que nos ha permitido no solo dar continuidad a un servicio crítico, sino que además posicionarnos como la única institución autorizada por el ISP para la producción de radiofármacos en el país”.

En el contexto de lo anterior, cabe mencionar que, a pesar de la crisis sanitaria que vive nuestro país y el mundo, producto de la pandemia, las instalaciones que trabajan en producción de radiofármacos son parte de los servicios que ha continuado poniendo a disposición la CCHEN, teniendo en cuenta todas las disposiciones necesarias para garantizar la máxima protección del personal.

Es por eso que no solo felicito este logro, sino que también agradezco a todos los funcionarios y funcionarias por su alto compromiso con nuestro trabajo y con la comunidad”, concluyó Salas.

Cabe mencionar que en 2019, la CCHEN proveyó radiofármacos y radioisótopos a 25 clínicas y hospitales: 20 de la Región Metropolitana, tres de Valparaíso, uno de Maule y uno de Biobío. En total, esto significó que 75.829 pacientes recibieron tratamiento y diagnóstico para distintos tipos de cáncer, lo que tradujo en 348 pacientes diarios, atendidos con los radiofármacos producidos y distribuidos por la CCHEN.

Control de Calidad de Radioisótopos
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