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La tendencia actual en los sistemas de potencia de radiofrecuencia (RF) de muchas grandes instalaciones científicas es el uso de amplificadores de potencia de estado sólido (SSPA). Cuando es factible, la sustitución de la tecnología de vacío por la de estado sólido conlleva ventajas. Por eso, esta última ha sido seleccionada para el sistema de potencia de RF de IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility).

Sin embargo, alcanzar los altos niveles de potencia de la tecnología de vacío con SSPA, implica la combinación de muchos dispositivos de estado sólido. De ahí que la búsqueda de técnicas eficientes de combinación de potencia de RF sea fundamental en el desarrollo de los SSPA.

El combinador de cavidades resonantes de 160 entradas desarrollado en Sener Aeroespacial es el resultado de la aplicación de una técnica innovadora de combinación de cavidades que consigue una alta potencia y eficacia en un solo paso. Con esto, se consigue minimizar las pérdidas globales de la combinación tradicional y reduce el tamaño en comparación con los esquemas tradiciones de combinación corporativa.

El trabajo de investigación en Sener Aeroespacial y Defensa ha desarrollado y validado un combinador de cavidades de 160 entradas a 175 MHz refrigerado por agua de hasta 100 kW en CW. En este trabajo, se ha presentado una estrategia alternativa para los experimentos de validación de alta potencia, que reduce el número de componentes de alta potencia necesarios para el experimento y simplifica el banco de pruebas.

Durante la campaña, los compañeros de Sener Aeroespacial y Defensa han confirmado que la eficacia de la combinación es superior al 99 %, tanto en las pruebas de pequeña señal como en las de alta potencia. Igualmente, han demostrado que la combinación de cavidad resonante proporciona una combinación altamente eficiente de múltiples señales en un solo paso. En consecuencia, han propuesto el desarrollo de un futuro prototipo de estación de RF SS de 200 kW para el sistema de RF IFMIF-DONES, en lugar de utilizar una combinación corporativa tradicional.

El siguiente paso es validar el combinador de cavidades a 200 kW en CW, la mayor potencia requerida por las cavidades del acelerador de IFMIF-DONES, para demostrar definitivamente su viabilidad para el Sistema de Potencia RF de IFMIF-DONES.

Sener Aeroespacial se coloca, así, a la vanguardia del desarrollo tecnológico en el mundo, en la creación de componentes para la industria Aeroespacial.

Un artículo publicado recientemente en la prestigiosa revista del sector “Fusion Engineering and Design” expone los primeros resultados del funcionamiento del combinador de 160 entradas coaxiales basado en la tecnología de cavidades para altas potencias de RF, que demuestra el éxito del trabajo en investigación que se hace desde Sener Aeroespacial.

El diseño y la fabricación de este combinador es parte de un programa llamado ACTECA, Aceleradores y tecnologías para grandes instalaciones científicas, financiado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), e impulsado a su vez por el organismo público CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas. Ambos pertenecen al Ministerio de Ciencia e Innovación.
La creación de este combinador de 160 entradas es una solución al problema de conseguir potencia que, además, es capaz de soportar las duras condiciones del interior de los futuros reactores de fusión, que valida la IFMIF-DONES, una de las instalaciones centrales en Europa de referencia para la electricidad de fusión.

En el artículo “High power experiments of the prototype solid stat RF System for IFMIF-DONES” los ingenieros de Sener Aeroespacial Sasa Dragas y Antonio José Martínez, en colaboración con científicos de CIEMAT y BTESA detallan los resultados de las primeras pruebas de funcionamiento de la cavidad resonante de 160 entradas, en las instalaciones del laboratorio de potencia de RF de CIEMAT, instalado en la empresa BTESA. Se han conseguido prestaciones superiores a las hasta ahora, existentes en el mercado.