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Transatomic Power. Un reactor incinerador de residuos nucleares.

En algunas de las anteriores entradas hemos aludido a la capacidad de los MSR para convertirse en incineradores de residuos nucleares generados por centrales nucleares convencionales de agua ligera.
Transatomic Power es una “start-up” radicada en Cambridge MA orientada a diseñar reactores nucleares capaces de “quemar” los residuos nucleares y obtener energía a partir de ellos. De esta forma se lograrían dos objetivos: deshacerse de los residuos nucleares de larga vida, con los cuales no sabemos muy bien que hacer, especialmente cuando contienen actínidos transuránicos y, por otra parte obtener energía eléctrica generando una contaminación medioambiental mínima (mínima emisión de CO2) a la vez que se hace un uso muy eficiente del combustible nuclear disponible.
Anteriormente se habían propuesto diseños de reactores capaces de destruir plutonio generado en las centrales convencionales, sin embargo, se trataba de diseños que utilizaban elementos combustibles en estado sólido, refrigerados por sodio y de neutrones rápidos (sin moderar). El sodio presenta, al menos teóricamente, una energía química potencial extraordinaria ya que reacciona violentamente con el agua e incluso con el aire atmosférico. Sin embargo, en este caso, se trata de un reactor de sales líquidas (con una energía química potencial mínima), trabajando a presiones bajas, y de neutrones lentos (moderados), lo cual resulta revolucionario para lo que se había hecho hasta la fecha.
Transatomic Power acaba de lanzar en enero de 2014 su libro blanco donde se describe los aspectos fundamentales de su reactor. Se trata de un reactor de 550 MWe, un tamaño bastante grande para tratarse de reactores MSR pero inferior a los mayores reactores de agua ligera disponibles en el mercado (Un EPR como el que se está construyendo en Flamaville en Francia, ofrece alrededor de 1.600MWe).
El diseño es el de un MSR cuyas sales son LiF (sin fluoruros de berilio) y moderado por hidruro de circonio, en lugar del más tradicional grafito (carbono) utilizado en el Molten Salt Reactor Experiment (MSRE) de los años sesenta. El LiF, sin berilio, tiene la ventaja de permitir una mayor capacidad de disolución de los fluoruros de valencia III, es decir la mayor parte de los transuránidos que están presentes en el combustible nuclear “gastado”, como son el plutonio, etc.
Pero sin duda, la mayor novedad reside en el moderador. Según se plantea en el texto el hidruro de circonio resulta un mejor moderador que el grafito, ya que el hidrógeno es un mejor moderador que el carbono. Gracias a ello es posible hacer un reactor en el cual el 50% de su volumen esté ocupado por el moderador y el 50% restante por las sales fundidas con el material fisible disuelto en ellas, en lugar del 90% y 10% respectivo del MSRE. Ello permite que el grado de enriquecimiento del uranio empleado pueda ser muy bajo, tan bajo como un 1,8% (recordemos que el uranio natural tiene un 0,7% de U235, mientras que el que se emplea en un reactor de agua ligera convencional se sitúa entre el 3 y el 3,5%). Por otro lado, según informa el diseñador no sería necesario reemplazar el moderador, a diferencia de lo que ocurre en los MSR moderados por grafito.
Este reactor podría utilizar bien uranio fresco ligeramente enriquecido o bien los transuránidos presentes en el combustible nuclear gastado de un reactor de agua ligera, que típicamente se compone de una mezcla de uranio enriquecido al 1%, y plutonio y otros actínidos menores (alrededor del 1%).
Transatomic Power no descarta utilizar torio en el futuro en este reactor o en otro de similares características pero han centrado su estudio en primer lugar en el ciclo del uranio-plutonio por ser más conocido y también para resolver el problema que presenta la acumulación de combustible gastado en las centrales de agua ligera. Según plantean este reactor sería capaz de generar 75 veces más energía con la misma cantidad de combustible que un reactor de agua ligera convencional con unas condiciones de seguridad mejores que los reactores convencionales, por ejemplo utilizando sistemas de seguridad pasiva que funcionarían incluso en circunstancias de apagón eléctrico total.
El coste estimado de un reactor completo funcionando para una unidad n-esima se situaría alrededor de los 2.000 millones de dólares USA, lo resulta claramente inferior que los últimos reactores en construcción (Vogtle 3 y 4 en construcción en EE.UU. costarán alrededor de 14.000 millones de dólares para una potencia conjunta de 2.200 MWe).
En el lado negativo hay que decir que se trata de un proyecto y no hay hasta la fecha una experimentación real con un prototipo físico. Es necesario una experimentación y un desarrollo previo, así como obtener las correspondientes bendiciones oficiales de un organismo de control como la NRC (Nuclear Regulatory Commission) estadounidense. Este tipo de organismos si bien han contribuido a lo largo de su historia a evitar accidentes a través de la aplicación de criterios de seguridad muy estrictos, están centrados casi en exclusiva en la tecnología de reactores de agua ligera. Deben cambiar de mentalidad para evitar que, en la práctica, constituyan una importante barrera de entrada para el desarrollo futuro de otro tipo de reactores alternativos como los MSR.

One Response

  1. Gracias por tan excelente artículo. Es importante prestarle especial atención a la producción de energía por todas las vías posibles porque ahora especialmente con las sequías y las necesidades del ambiente es importante buscar otras vías. Una de las vías que más me gustan es la generación por medio de energía solar como lo hacen en http://enlight.mx porque es una vía renovable que ayuda al planeta

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