Unidades I+D
Tecnologías nucleares avanzadas para una energía segura, flexible y sostenible
Modelización, simulación y digitalización de SMR, microreactores y reactores avanzados
¿Qué hacemos?
La Unidad de Tecnología Nuclear investiga y desarrolla metodologías avanzadas para el análisis, modelización, simulación y digitalización de sistemas nucleares, con especial atención a los Small Modular Reactors (SMR), microreactores y reactores avanzados.
Nuestra actividad integra neutrónica, termohidráulica, seguridad y protección radiológica con nuevas herramientas de inteligencia artificial, modelos de orden reducido y gemelos digitales. El objetivo es desarrollar capacidades que permitan analizar, optimizar y predecir el comportamiento de estos sistemas, desde su diseño y operación hasta condiciones transitorias y de seguridad.
La Unidad estudia también la integración de la energía nuclear avanzada en los sistemas energéticos del futuro, tanto para generación eléctrica como para producción de calor industrial, hidrógeno y su hibridación con otras fuentes de energía. Prestamos especial atención a los SMR como fuente de energía firme, estable, de bajas emisiones de carbono y con alta disponibilidad, capaz de complementar a las energías renovables y contribuir a la descarbonización del sistema energético y de la industria.
En este contexto, analizamos el potencial de estas tecnologías para proporcionar el suministro energético continuo que requieren industrias electrointensivas, grandes centros de datos, parques tecnológicos y nuevos polos industriales, favoreciendo la implantación y atracción de actividades de alto valor añadido en territorios donde la disponibilidad de energía abundante, estable y descarbonizada constituye un factor estratégico de competitividad.
La investigación se extiende además a nuevos conceptos y aplicaciones de la tecnología nuclear, incluyendo reactores de Generación IV, sistemas avanzados de refrigeración y gestión térmica, heat pipes, sistemas energéticos híbridos y microreactores para aplicaciones espaciales, navales, emplazamientos remotos y sistemas aislados.
En conjunto, buscamos contribuir al desarrollo de una nueva generación de sistemas nucleares seguros, sostenibles, flexibles y digitalizados, capaces de desempeñar un papel relevante en la descarbonización, la seguridad de suministro y la competitividad industrial.
Líneas de Investigación
- SMR, microreactores y reactores avanzados. Análisis conceptual y evaluación de tecnologías, arquitecturas de reactor, sistemas de seguridad, combustibles y tecnologías de refrigeración, incluyendo diseños de Generación III+ y Generación IV.
- Modelización y simulación multifísica de reactores nucleares. Desarrollo e integración de modelos neutrónicos, termohidráulicos y de sistemas para estudiar el comportamiento del reactor en operación normal, transitorios y escenarios accidentales.
- Gemelos digitales e inteligencia artificial aplicada a sistemas nucleares. Integración de modelos físicos, simulaciones y datos mediante modelos de orden reducido (ROM), surrogate models, aprendizaje automático y modelos híbridos físico-digitales para predicción, diagnóstico y apoyo a la operación.
- Seguridad nuclear y protección radiológica. Evaluación de condiciones operacionales y accidentales, transporte de radiación, blindajes, dosimetría y metodologías orientadas a mejorar la seguridad de instalaciones y sistemas nucleares.
- Gestión térmica y sistemas avanzados de refrigeración. Investigación de tecnologías de transferencia y evacuación de calor, incluyendo refrigeración seca e híbrida, metales líquidos, sales fundidas y heat pipes, con especial interés en SMR y microreactores.
- Integración de la energía nuclear en sistemas energéticos e industriales. Estudio del uso de SMR para generación eléctrica flexible, calor de proceso, producción de hidrógeno, grandes consumidores industriales, centros de datos y sistemas energéticos híbridos.
- Aplicaciones nucleares en entornos especiales. Desarrollo conceptual de microreactores y sistemas nucleares para aplicaciones espaciales, navales, sistemas aislados y emplazamientos remotos, incluyendo generación de energía, gestión térmica, blindaje y operación autónoma.
Objetivos estratégicos
- Desarrollar una capacidad de referencia en modelización y simulación de SMR y reactores nucleares avanzados, integrando neutrónica, termohidráulica, seguridad y comportamiento de sistemas.
- Impulsar la digitalización de la tecnología nuclear mediante gemelos digitales, modelos híbridos físico-IA y técnicas avanzadas de simulación que permitan acelerar el análisis, optimización y evaluación de sistemas nucleares.
- Analizar las condiciones técnicas y energéticas necesarias para el despliegue de SMR, con especial atención a la Comunidad de Madrid y su proyección en España y Europa, considerando emplazamiento, integración en el sistema energético, disponibilidad de recursos, demanda industrial, sostenibilidad y requisitos de seguridad, y evaluando su potencial para favorecer la descarbonización, la seguridad de suministro y la atracción de nuevas industrias y polos tecnológicos de alta demanda energética.
- Explorar tecnologías de reactor y sistemas térmicos con potencial para nuevas aplicaciones de la energía nuclear, incluyendo industria intensiva en energía, producción de hidrógeno, sistemas aislados, aplicaciones navales y espacio.
- Generar herramientas, conocimiento y capacidades que faciliten la colaboración con industria, universidades, organismos de investigación y administraciones públicas, favoreciendo la participación en proyectos nacionales e internacionales y la transferencia tecnológica.
Proyectos
Hitos
- Más de 25 años de experiencia en tecnología nuclear, investigación y desarrollo de capacidades científicas
- Trayectoria profesional vinculada a las ciencias y tecnologías nucleares, combinando investigación, modelización, protección radiológica, instrumentación, seguridad y desarrollo de nuevas capacidades científicas y tecnológicas.
- Experiencia en sistemas nucleares avanzados y física de reactores
- Participación en actividades relacionadas con conceptos avanzados de reactor y sistemas subcríticos, incluyendo trabajos vinculados al concepto de Energy Amplifier desarrollado en el entorno del CERN, así como experiencia e interés investigador en tecnologías que posteriormente han convergido con el desarrollo de reactores de Generación IV, SMR y sistemas nucleares avanzados.
- Experiencia en creación y liderazgo de nuevas capacidades de investigación
- Más de dos décadas de experiencia en la puesta en marcha, organización y dirección de nuevas actividades, laboratorios y líneas de investigación, desde su definición conceptual hasta la formación de equipos, establecimiento de colaboraciones y desarrollo de capacidades científicas.
- Nueva línea de investigación en SMR y reactores avanzados en IMDEA Energía
- Creación y dirección de la Unidad de Tecnología Nuclear de IMDEA Energía, orientada al desarrollo de capacidades en SMR, reactores avanzados, modelización multifísica, gemelos digitales, seguridad nuclear y nuevas aplicaciones energéticas de la tecnología nuclear.
