Nuevos diseños de reactores nucleares prometen electricidad barata y segura

Mientras en España y Alemania se desmantelan todas las centrales nucleares por miedo a los accidentes y la gestión de sus residuos, países como China y EEUU siguen apostando fuerte por esta fuente de energía y encontrando maneras para hacerla más segura y eficiente. Solo en el país norteamericano hay 70 empresas trabajando en nuevos diseños de reactores nucleares y un puñado de ellos están tan avanzados que solo falta el visto bueno de los organismos reguladores para ponerlos en marcha.

Aunque se habla de nuevos diseños, muchas de estas tecnologías ya llevan rondando desde hace más de 50 años. Algunas incluso se han llegado a probar con éxito. Aun así, el sistema que acabó convirtiéndose en el estándar mundial fue el de las plantas nucleares refrigeradas por agua.

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En este tipo de centrales se utilizan pequeñas cantidades de uranio enriquecido como combustible. Las altas temperaturas que se generan en el reactor obligan a tener un sistema de refrigeración por bombeo de agua a presión que controle la temperatura. Si hay un corte en el flujo de agua, las barras que llevan el combustible pueden sobrecalentarse y toda la instalación corre el riesgo de sufrir una fusión en el núcleo del reactor, como ocurrió en los accidentes de Chernobyl y Fukushima.

Pero en los últimos años, un buen número de empresas e inversores, tanto privados como públicos, han decidido refrescar el panorama nuclear y darle una vuelta a una forma de energía que parecía estar entrando en la obsolescencia, al menos para media Europa. El MIT Technology Review ha hecho un repaso de algunas de las empresas que más han avanzado con sus diseños y que prometen mejorar la seguridad, la eficiencia e incluso el coste de la energía por fisión nuclear.

Sal fundida, metal líquido y gas

Una de las claves de esta nueva generación de reactores nucleares está en usar refrigerantes alternativos que no estén basados en el agua a presión y que, por tanto, permiten mejorar la seguridad con respecto a los diseños tradicionales.

Dentro de los nuevos refrigerantes, el más prometedor es la sal fundida. Empresas como Kairos Power, Terrestrial Energy o Moltex Energy están trabajando en diseños de sal fundida que no necesitan tanta cantidad de combustible y que generan muchos menos residuos.

Otra opción de refrigerante que comparte muchos de los beneficios de la sal fundida es el metal líquido. Sobre todo el sodio y el plomo, muy utilizado en las centrales rusas.

También se están usando gases como el helio para enfriar el sistema. Estos gases permiten que los reactores alcancen temperaturas más altas que los sistemas refrigerados por agua y ya se están empleando en diseños como el de X-energy, una de las pioneras en este tipo sistemas de refrigeración.

TRISO y HALEU

También se está innovando en el tipo de combustible. El TRISO, o combustible compacto tri-isotrópicos, es uno de los más usados en estos nuevos diseños. Está hecho de uranio encerrado en capas cerámicas y a base de carbono que mantienen todos los productos de las reacciones de fisión en su interior y lo hacen más resistente a la corrosión y la fusión. Los reactores de Kairos y X-energy funcionan con TRISO como combustible.

Otros diseños han optado por usar uranio poco enriquecido de alto ensayo (HALEU) para sus reactores. Este combustible contiene entre un cinco y un 20% de uranio-235 (por el 3% a 5% de los tradicionales), lo que permite obtener más energía en un espacio más pequeño.

Los reactores en miniatura

Los reactores pequeños o compactos son otra de las grandes promesas para evitar los accidentes y los residuos de la fisión nuclear tradicional. Los reactores compactos pueden caber en la parte de atrás de un camión y funcionar como una especie de baterías nucleares fácilmente transportables.

El coste de construir estas centrales en miniatura ronda los 100 millones de dólares, muy por debajo de los 10.000 millones que cuesta montar los reactores tradicionales. Aunque la generación de energía es menor, algunos de estos sistemas son modulares, por lo que se pueden ir acoplando unos con otros si se quiere aumentar su producción.

Aquí hemos visto varios diseños de reactores compactos, como el de Radiant o el de Seaborg. El primero, desarrollado por antiguos ingenieros de SpaceX, es capaz de generar 1 MW. Mientras que los minireactores de sal de Seaborg, una compañía en este caso es danesa, están pensados vivir en barcos y viajar por el mar. Seaborg tiene tres diseños de distintos tamaños que generan entre 200 MWe y 800 MWe de potencia.

También hemos visto aquí que el ejército de los EEUU está ya trabajando en un prototipo de minireactor para dotar de energía sus bases militares más remotas. Así como unos minireactores diseñados por Mitsubishi que tendrán, según la compañía japonesa, capacidad de generar hasta 500 kW. Sus creadores asegruan que estarán listos en algún momento de la década que viene.

Las universidades también están manos a la obra. Un equipo de Investigadores de la Universidad Brigham Young (BYU), en Utah, EEUU, ha diseñado un minireactor nuclear de sal que cabe en un camión y que promete energía sin accidentes ni residuos.