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China se prepara para probar un reactor nuclear de torio

China se prepara para probar un reactor nuclear de torio

China tiene más de 50 plantas nucleares convencionales como esta, pero el reactor de torio experimental en Wuwei será el primero. Crédito: Costfoto / Barcroft Media / Getty

Los científicos están entusiasmados con un reactor nuclear experimental que utiliza torio como combustible, que está a punto de comenzar a probarse en China. Si bien este elemento radiactivo se ha probado en reactores antes, los expertos dicen que China es el primero en tener la oportunidad de comercializar la tecnología.

El reactor es inusual porque tiene sales fundidas que circulan dentro de él en lugar de agua. Tiene el potencial de producir energía nuclear que es relativamente segura y económica, mientras que genera una cantidad mucho menor de desechos radiactivos de vida muy larga que los reactores convencionales.

La construcción del reactor experimental de torio en Wuwei, en las afueras del desierto de Gobi, debía completarse a fines de agosto, con pruebas programadas para este mes, según el gobierno provincial de Gansu.

El torio es un metal plateado débilmente radiactivo que se encuentra naturalmente en las rocas y actualmente tiene poco uso industrial. Es un producto de desecho de la creciente industria minera de tierras raras de China y, por lo tanto, una alternativa atractiva al uranio importado, dicen los investigadores.

poderoso potencial

“El torio es mucho más abundante que el uranio y, por lo tanto, sería una tecnología muy útil en 50 o 100 años” cuando las reservas de uranio comiencen a agotarse, dice Lyndon Edwards, ingeniero nuclear de la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear en Sydney. Pero la tecnología tardará muchas décadas en implementarse, por lo que debemos comenzar ahora, agrega.

China lanzó su programa de reactores de sales fundidas en 2011, invirtiendo alrededor de 3.000 millones de yuanes (500 millones de dólares), según Ritsuo Yoshioka, ex presidente del Foro Internacional de Torio de Sal Fundida en Oiso, Japón, que trabajó en estrecha colaboración con investigadores chinos.

Operado por el Instituto de Física Aplicada de Shanghai (SINAP), el reactor Wuwei está diseñado para producir solo 2 megavatios de energía térmica, que es suficiente para alimentar hasta 1,000 hogares. Pero si los experimentos tienen éxito, China espera construir un reactor de 373 megavatios para 2030 que podría alimentar a cientos de miles de hogares.

Estos reactores se encuentran entre las “tecnologías perfectas” para ayudar a China a alcanzar su objetivo de cero emisiones de carbono para 2050, dice el modelador energético Jiang Kejun del Instituto de Investigación Energética de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma en Beijing.

El isótopo torio-232 de origen natural no puede sufrir fisión, pero cuando se irradia en un reactor, absorbe neutrones para formar uranio-233, que es un material fisible que genera calor.

El torio ha sido probado como combustible en otros tipos de reactores nucleares en países como Estados Unidos, Alemania y Reino Unido, y forma parte de un programa nuclear en India. Pero hasta ahora no ha resultado rentable porque es más caro de extraer que el uranio y, a diferencia de algunos isótopos naturales del uranio, debe convertirse en un material fisionable.

Algunos investigadores apoyan el torio como combustible porque dicen que es menos probable que sus residuos se conviertan en armas que el uranio, pero otros han argumentado que los riesgos aún existen.

Fuente: Departamento de Energía de EE. UU. / Agencia Internacional de Energía Atómica

explosión del pasado

Cuando China inicie su reactor experimental, será el primer reactor de sal fundida en funcionamiento desde 1969, cuando los investigadores estadounidenses del Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee cerraron el suyo. Y será el primer reactor de sales fundidas que funcionará con torio. Los investigadores que colaboraron con SINAP dicen que el diseño chino imita al de Oak Ridge, pero lo mejora aprovechando décadas de innovación en fabricación, materiales e instrumentación.

Los investigadores en China directamente involucrados con el reactor no han respondido a las solicitudes de confirmación del diseño del reactor y cuándo comenzarán exactamente las pruebas.

En comparación con los reactores de agua ligera en las plantas de energía nuclear convencionales, los reactores de sales fundidas operan a temperaturas significativamente más altas, lo que significa que pueden generar electricidad de manera mucho más eficiente, dice Charles Forsberg, ingeniero nuclear del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge.

El reactor de China utilizará sales a base de flúor, que se funden en un líquido transparente e incoloro cuando se calienta a unos 450 ° C. La sal actúa como refrigerante para transportar calor desde el núcleo del reactor. Además, en lugar de barras de combustible sólido, los reactores de sales fundidas también utilizan sal líquida como sustrato para el combustible, como el torio, que se disuelve directamente en el núcleo.

Los reactores de sales fundidas se consideran relativamente seguros porque el combustible ya está disuelto en el líquido y funcionan a presiones más bajas que los reactores nucleares convencionales, lo que reduce el riesgo de derretimientos explosivos.

Yoshioka dice que muchos países están trabajando en reactores de sales fundidas, para generar electricidad más barata a partir de uranio o para usar plutonio residual de reactores de agua ligera como combustible, pero solo China está tratando de usar combustible de torio.

Pellets de torio en el Centro de Investigación Atómica Bhabha en Mumbai, India. Crédito: Pallava Bagla / Corbis / Getty

Reactores de próxima generación

El reactor de China será “un sitio de prueba para mucho aprendizaje”, dice Forsberg, desde el análisis de la corrosión hasta la caracterización de la composición de radionucleótidos de la mezcla a medida que circula.

“Vamos a aprender muchas ciencias nuevas”, coincide Simon Middleburgh, científico de materiales nucleares de la Universidad de Bangor en el Reino Unido. “Si me dejaran, estaría en el primer avión allí”.

Podrían pasar meses hasta que el reactor de China alcance su pleno funcionamiento. “Si algo sale mal en el camino, no podrá continuar y tendrá que detenerse y comenzar de nuevo”, dice Middleburgh. Por ejemplo, las bombas pueden fallar, las tuberías pueden corroerse o pueden producirse obstrucciones. Sin embargo, los científicos tienen esperanzas de éxito.

Los reactores de sales fundidas son solo una de las muchas tecnologías nucleares avanzadas en las que China está invirtiendo. En 2002, un foro intergubernamental identificó seis tecnologías de reactores que prometían acelerar hasta 2030, incluidos los reactores refrigerados por líquidos de plomo o sodio. China tiene programas para todos ellos.

Algunos de estos tipos de reactores podrían reemplazar las centrales eléctricas de carbón, dice David Fishman, gerente de proyectos de la consultora energética de Lantau Group en Hong Kong. “A medida que China viaja hacia la neutralidad de carbono, puede retirarse [power plant] calderas y equiparlas con reactores nucleares. “

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