Occidente lo abandonó, pero China lo ha hecho realidad. Científicos chinos acaban de dar un paso que puede marcar un antes y un después en la historia de la energía nuclear. El Instituto de Física Aplicada de Shanghái (SINAP) ha completado con éxito la primera conversión de torio-uranio en un reactor operativo de sales fundidas, el TMSR-LF1. Es la primera vez que se logra a nivel mundial.
Quizá hayas leído por ahí que han encontrado un método de conseguir energía «infinita», la piedra filosofal para solucionar las carencias energéticas del planeta. Pero este método no se salta las leyes de la termodinámica, así que no es infinita. Pero si la tecnología madura, puede ofrecer una abundante fuente de energía más limpia, más segura y más eficiente que los reactores actuales.
Los reactores de sales fundidas (MSR, por sus siglas en inglés) no son un invento nuevo como tal. El concepto se empezó a gestar en Estados Unidos en los años 60 de manera experimental, pero en plena Guerra Fría, los programas nucleares se centraron en los reactores de uranio, que podían producir plutonio útil para armas. Así que el proyecto de torio se archivó y China, más de medio siglo después, decidió desempolvarlo.
Un reactor que no hierve
A diferencia de las centrales nucleares tradicionales, el TMSR-LF1 no utiliza barras de combustible sólido ni agua presurizada. En su lugar, el combustible (torio) se disuelve en una mezcla líquida de sales fluoradas, que actúa al mismo tiempo como refrigerante y como medio de reacción. Esto tiene varias ventajas.
Esa solución circula por el núcleo del reactor, donde se produce la fisión y se libera calor. Luego, ese calor pasa a un segundo circuito de sales (sin material radiactivo) que calienta agua para generar vapor y electricidad. Según estimaciones teóricas, este método permitiría aprovechar hasta el 99% del combustible. Para ponerlo en perspectiva, en un reactor tradicional sólo se aprovecha el 5% de la energía contenida en el uranio.
El concepto es elegante por su sencillez: un circuito cerrado, sin presiones altas y con un aprovechamiento del combustible muchísimo más alto. Esa es la teoría; en la práctica, aún queda por demostrar cuánto de ese potencial puede alcanzarse, y aún más importante, si puede hacerse de forma que sea viable económicamente.
Seguridad pasiva: dejen que la física haga su trabajo
El objetivo de China con este proyecto es avanzar con los reactores de cuarta generación, una fuente de energía limpia, barata, con un riesgo casi nulo de accidentes catastróficos, y que además reduce drásticamente la cantidad y duración de los residuos nucleares. Y es que la seguridad pasiva es precisamente otro de los puntos fuertes de este diseño.
Los reactores nucleares de agua presurizada operan a más de 150 atmósferas; si algo falla, existe riesgo de explosión por sobrepresión. Pero el reactor de sal fundida funciona a presión atmosférica, y además cuenta con un «tapón de congelación», una válvula de seguridad hecha del mismo material que el refrigerante. Además, puede recargarse sin detener su operación, algo imposible en una central nuclear tradicional.
Si el reactor se sobrecalienta o se interrumpe el suministro eléctrico, ese tapón se derrite y el combustible líquido se drena por gravedad hacia tanques de seguridad donde se enfría y solidifica, deteniendo la reacción sin ningún tipo de intervención humana. Ningún sistema es infalible, pero con esta tecnología se reducen drásticamente los escenarios de accidente nuclear -que, dicho sea de paso, ya son bastante bajos en una central nuclear moderna convencional-.
Torio, un combustible peculiar
El torio es un metal abundante en la corteza terrestre, unas 3-4 veces más abundante que el uranio, pero tiene una peculiaridad: no es fisible, no puede mantener por sí mismo una reacción en cadena. Sin embargo, cuando se expone a un flujo de neutrones, se transforma en uranio-233, que sí es capaz de fisionar y liberar energía.
En otras palabras, el torio puede «convertirse» en su propio combustible, y eso abre la puerta a aprovechar recursos que hoy apenas se usan. Esa conversión dentro de su reactor de sales fundidas es precisamente lo que están investigando los científicos chinos. Las pruebas iniciales han servido para ver el comportamiento térmico y químico del sistema, pero el objetivo final es demostrar que el torio puede servir como base de un ciclo nuclear completo.
Menos residuos nucleares
El uso del torio tiene otra ventaja: genera menos residuos de larga vida que el uranio. Muchos de sus subproductos radiactivos se desintegran en unos cientos de años en lugar de decenas de miles. No desaparece el problema de los residuos, pero lo reduce a una escala temporal más manejable. Además, en el futuro podrían diseñarse versiones capaces de «quemar» parte de los residuos generados por los reactores convencionales, cerrando parcialmente el ciclo.
De momento, el TMSR-LF1 es un reactor experimental pequeñito de apenas 2 MW térmicos, suficiente para investigación, pero China ya planea un reactor de demostración de 100 MWt antes de 2035 y, a largo plazo, una flota de reactores modulares de cuarta generación. Si logran hacerlo viable a nivel comercial, China podrá reducir drásticamente su dependencia del uranio y del gas natural importado. Y de paso, también sus emisiones de CO2 y otros gases contaminantes.
Fuente: World Nuclear News
