China construye un nuevo tipo de reactor que convierte residuos nucleares en energía

Huizhou, en la provincia de Cantón, al sureste de China, será la sede del primer reactor de Sistema Accionado por Acelerador operativo a nivel comercial del mundo. Si funciona como prometen sus diseñadores, quemaría uranio cien veces más eficientemente que los reactores convencionales y reduciría la vida útil de los residuos nucleares a menos de una milésima parte de su duración actual. Esto significa, según sus creadores —la Academia China de Ciencias (CAS) y otras empresas nucleares estatales—, que recortaría drásticamente el tiempo que los residuos son radiactivos, pasando de cientos de miles de años a apenas unos cientos.

China está apostando cientos de miles de millones de yuanes por la independencia energética y la neutralidad de carbono. Y al contrario de lo que sucede en España, los asiáticos consideran que la fisión nuclear es clave para conseguir estos dos objetivos en paralelo con las renovables, la energía de fusión nuclear y otras tecnologías experimentales, como los reactores de sal de torio.

Los Sistemas Accionados por Acelerador (Accelerator-driven Subcritical System o ADS) son un híbrido entre reactor nuclear y acelerador de partículas. El reactor opera en estado subcrítico, es decir, que por sí solo no puede mantener una reacción en cadena, pero funciona gracias a un suministro externo de neutrones que proviene del acelerador. Si se corta el haz, la reacción se detiene de forma inmediata y automática, lo que elimina el riesgo de una reacción descontrolada, el mayor miedo de la energía nuclear.

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He Yuan, subdirector del Instituto de Física Moderna de la CAS, describe el sistema como "un enfoque ideal internacionalmente reconocido para la reproducción de combustible nuclear y el tratamiento de residuos nucleares", y asegura que podría convertir la energía nuclear en "una fuente de energía verde, segura y estable durante 1.000 años". Este año, el equipo prevé completar la instalación de los aceleradores de partículas superconductores, el corazón del sistema.

Convertir residuos en energía

En el diseño chino, un haz de protones de alta corriente procedente de aceleradores lineales superconductores impacta en una diana líquida de plomo y bismuto a 0,8 veces la velocidad de la luz. El impacto desencadena un proceso llamado espalación, que libera una enorme cantidad de neutrones. Esos neutrones, a su vez, hacen dos cosas: mantienen la fisión en el núcleo del reactor y bombardean los actínidos —los elementos más peligrosos y longevos de los residuos nucleares— partiéndolos en isótopos de vida mucho más corta.

Además, el sistema convierte el uranio-238, que en los reactores convencionales se considera prácticamente un residuo, en plutonio-239, un combustible fisionable. Como dice He Yuan: "Convierte la basura en tesoro".

El problema de los residuos nucleares no es solo de volumen, sino de tiempo. Una parte significativa del combustible gastado de los reactores convencionales contiene actínidos de larga vida que permanecen peligrosos durante decenas o incluso cientos de miles de años. Ninguna civilización ha gestionado jamás un problema con ese horizonte temporal, lo que convierte el almacenamiento geológico profundo en la única solución disponible hoy, y no precisamente la más tranquilizadora.

Los otros ADS

Los sistemas ADS llevan décadas sobre el papel desde que el concepto moderno se formuló en los años noventa, pero nadie ha conseguido llevarlos a escala industrial. China comenzó a investigar esta tecnología en 2011, y en 2021 desarrolló un prototipo que fue el primero del mundo en alcanzar una intensidad operativa adecuada para aplicaciones industriales. El salto al prototipo de escala de un megavatio que planean inaugurar en 2027 sería el siguiente escalón hacia la viabilidad comercial.

Mientras China levanta reactor, Europa lleva décadas apostando por su propio demostrador. El proyecto MYRRHA, en el centro nuclear de Mol, en Bélgica, es conceptualmente parecido al chino —un linac superconductivo de protones, blanco de plomo-bismuto, núcleo subcrítico refrigerado con la misma aleación—, pero su escala final será bastante mayor, de hasta 100 megavatios térmicos. Servirá también como reactor crítico convencional cuando no opere como ADS y podría estar listo en torno a 2035.

Lo que hay ahora en marcha es solo su primera fase, llamada MINERVA, que básicamente construye el tramo inicial del acelerador hasta 100 MeV. La obra arrancó en 2024 y el objetivo es tener ese tramo funcionando hacia 2027.

Japón también lleva años tras su propio ADS, con un programa ligado al complejo de aceleradores J-PARC que incluye dos instalaciones experimentales —una para física de reactores, otra para pruebas de materiales en plomo-bismuto— como paso previo a un futuro ADS de referencia de 1,5 GeV que, de momento, solo existe en papel. India, Corea del Sur y Rusia tienen programas de diseño e investigación activos, pero ninguno de ellos ha dado el salto a construir un prototipo de potencia real.