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Materiales nucleares desarrollados para un futuro sostenible

Un proyecto financiado con fondos europeos ha promovido vínculos entre programas nacionales y europeos para armonizar y poner en marcha investigación básica y técnica en materiales para un sector nuclear más seguro y sostenible.
Materiales nucleares desarrollados para un futuro sostenible
El proyecto MATISSE sentó las bases de un programa integral de investigación a nivel europeo, que estudió materiales novedosos que pueden emplearse para garantizar un sector nuclear más seguro y sostenible. Esta iniciativa agrupó un conjunto de proyectos de colaboración, así como acciones de coordinación y apoyo por parte de institutos de investigación.

Al reunir a veintisiete organizaciones de diez países europeos (incluido un socio internacional de Corea del Sur), MATISSE permitió a los investigadores participar en las últimas iniciativas europeas, lo que condujo al desarrollo de materiales avanzados para la generación de energía nuclear. El objetivo era fomentar vínculos entre los respectivos programas de investigación nacionales a través de la creación de redes de apoyo y colaboración y la integración de actividades sobre la innovación en materiales para sistemas nucleares avanzados, el intercambio de las mejores prácticas de los socios y el desarrollo de herramientas eficaces de comunicación.

«Bajo los auspicios de la Alianza Europea para la Investigación en el Sector Energético (EERA), los socios del proyecto pusieron en marcha un Programa Conjunto sobre Materiales Nucleares (JPNM) a fin de mejorar la coordinación de iniciativas nacionales, programas de captación de fondos de la Unión Europea y otras colaboraciones», explica el doctor Pierre-François Giroux, coordinador del proyecto. El consorcio se centró en actividades de investigación y desarrollo (I+D) consideradas prioritarias por los socios del JPNM, lo que condujo a avances en los campos de los materiales convencionales, los materiales avanzados y la capacidad predictiva.

Nuevos materiales con mejores propiedades

El proyecto realizó progresos en tres «Grandes Retos» definidos por EERA-JPNM, como la elaboración de reglas de diseño, evaluación y procedimientos de ensayo adecuados para las condiciones de funcionamiento esperadas y los materiales diseñados. Los otros retos implicaron el desarrollo de modelos físicos combinados con la caracterización microestructural avanzada dirigidos a lograr un conocimiento de alto nivel de la capacidad predictiva, así como el desarrollo de nuevos materiales con mejores propiedades termomecánicas y de resistencia a radiación. «Estos tres Grandes Retos deben abordarse y resolverse para aprovechar al máximo las tecnologías de energía nuclear de IV generación en lo que respecta a la seguridad, el rendimiento y los costes», recalca el doctor Giroux.

Uno de los principales objetivos del proyecto fue respaldar el desarrollo del JPNM hacia un programa integral de investigación que cuente con la participación de los Estados miembros, la Comisión Europea y los principales grupos de interés europeos. El marco de trabajo de MATISSE se empleó para poner en marcha el JPNM y se diseñó una estrategia a medio y largo plazo, junto con una hoja de ruta y un programa de accesibilidad para infraestructuras de investigación a gran escala.

Investigación en aleaciones ODS y compuestos cerámicos

El consorcio desarrolló estructuras de gobernanza, finanzas y gestión, al tiempo que implementó programas de educación y formación, trabajo en red, difusión y comunicación. Además, los socios del proyecto identificaron áreas prioritarias para la investigación, lo que condujo a resultados relevantes en áreas como la evaluación de los efectos del endurecimiento inducido por radiación y el mecanismo de deslizamiento sobre el rendimiento de aleaciones ferrítico-martensíticas. Los investigadores también seleccionaron recubrimientos funcionales, capas superficiales modificadas y clasificaron fenómenos como la interacción vaina-pastilla de combustible nuclear y la degradación favorecida por el medio ambiente de aceros en aleaciones de plomo en estado líquido.

Además, estudiaron el potencial de las aleaciones endurecidas por dispersión de óxidos (ODS) y compuestos cerámicos para vainas de combustible nuclear y nuevos materiales estructurales para reactores de neutrones rápidos. «Los científicos estudiaron y mejoraron los diseños previos y las propiedades de aceros ODS y compuestos cerámicos para el revestimiento de las vainas de combustible a fin de ampliar la base de datos de materiales disponibles en el mercado que se emplearán en el diseño de prototipos de reactores de neutrones rápidos», explica el doctor Giroux.

El proyecto MATISSE determinó prioridades clave en la investigación sobre materiales nucleares avanzados, identificó oportunidades de financiación y armonizó esta área científica y técnica a nivel europeo al fortalecer la investigación complementaria y las sinergias con los principales actores en este campo. El doctor Giroux concluye: «La combinación de I+D en materiales avanzados y convencionales es positiva para los sistemas nucleares en general. A corto y medio plazo, los prototipos se construirán con materiales disponibles comercialmente y el primer reactor nuclear se alimentará con combustibles convenciones, mientas que a largo plazo se evaluarán y caracterizarán los materiales avanzados para su uso en estos nuevos sistemas nucleares».

Palabras clave

MATISSE, nuclear, sostenible, Alianza Europea para la Investigación en el Sector Energético, Programa Conjunto de Materiales Nucleares
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