Dinámica y control de un reactor de fusión nuclear: El caso del proyecto ITER Público Deposited
La población mundial crece de manera constante, así como el consumo de energía. Actualmente la manera más socorrida para proveer energía es mediante el uso de combustibles fósiles. Esto gracias a la relativa facilidad con la que se pueden aprovechar, ya que están disponibles de una manera en la que su uso es casi inmediato. Sin embargo su consumo conlleva riesgos y el aumento de los niveles de CO2 es uno de ellos provocando fuertes daños al ambiente, o las tormentas que se han vuelto más recurrentes y la temperatura que en el mundo va en incremento. Además existen peleas entre países por los recursos fósiles, como en Medio Oriente. Por razones como estas se recurre a fuentes alternativas de energía, y en la actualidad ya se cuenta con plantas solares o eólicas. Sin embargo, todavía no se encuentran a la par de las plantas que funcionan a base de combustibles fósiles y las plantas de sión nuclear tienen una acentuada problemática asociada a los desechos sólidos que generan y duran miles de años. En este panorama, la opción de fusión nuclear (aún en desarrollo) plantea la posibilidad de acceder a una forma de energía prácticamente inagotable, pues depende de algunos de los elementos más abundantes en el planeta y es capaz de proporcionar una cantidad de energía mayor que la sión nuclear, sin los riesgos que esta última supone. Y aunque se encuentra en desarrollo esta opción, desde hace muchos años se ha per lado como una propuesta asequible. Además ha promovido la cooperación internacional entre países que en algún momento fueron enemigos, y es una propuesta a considerar. En esta tesis se modelará el fenómeno de quema de fusión mediante un modelo de variables promedio respecto a las dimensiones totales del sistema, al que además se le acoplará un controlador proporcional e integral, que intentará regular el comportamiento del reactor para mantenerlo funcionando en un estado de equilibrio arbitrario.
World population grows at a continuos rate just like the energy consumption. Today the most employed way to obtain energy is through the use of fossil fuels. This is because of their relative easy harnessing. They are available in such a manner that they can be used almost immediately. But their perks have their own risks. CO2 rise is one of them because it causes strong damage to the enviroment. For example storms are now becoming common and world temperature is going up. Besides there are struggles between countries for fossil resources like the ones in the Middle East. This is why alternative energy sources are now attractive and we have solar and wind power plants. Nevertheless these plants are not at the fossil fuel plants level, and ssion power plants have their problems with solid waste that lasts for thousands of years. In this scene, nuclear fusion option (still under development) is a limitless energy source, thanks to its dependence on two of the most abundant elements in the planet, and it also provides more energy than its ssion counterpart without the associated risks. Even in its development state it is moving ahead to be an a ordable approach, and is promoting international cooperation between former enemies. For this thesis fusion process will be modeled through mean variables regard the total system dimensions. It is also proposed a proportional and integral controller coupled to it. This controller is expected to regulate the reactor performance to be kept working in an equilibrium state.
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