Foto: Vista interior de la versión de la década de 1970 del reactor nuclear de sales fundidas de Oak Ridge.

Una nueva versión de un viejo diseño de reactor podría hacer que la energía nuclear fuera más limpia y segura, y por tanto más competitiva frente a los combustibles fósiles.

Terrestrial Energy, una start-up de Ontario (Canadá), comercializa el diseño del reactor, que está basado en un trabajo realizado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee (EEUU). Terrestrial planea empezar a conceder licencias del diseño en Canadá a finales de este año.

Terrestrial está diseñando un reactor que utiliza sales fundidas en lugar de agua como refrigerante.

Los investigadores de Oak Ridge han demostrado y probado varios reactores de sales fundidas durante las últimas décadas. Terrestrial ha modificado uno de estos diseños de un modo que, según afirma, hará que la tecnología sea lo suficientemente barata de implementar.

La construcción de los reactores nucleares convencionales cuesta mucho más que la de las centrales eléctricas de combustibles fósiles debido en gran medida a las normas de seguridad, que estipulan la inclusión de costosas bombas superfluas, estructuras de contención y otras piezas. El director general de Terrestrial, Simon Irish, asegura que el diseño de sales fundidas podría simplificar y reducir el coste de los sistemas de seguridad.

En los diseños de sales fundidas, si la energía se corta o el reactor se daña, el sistema se autorefrigera para evitar que se propague la radioactividad. Los reactores nucleares convencionales deben ser enfriados activamente, bombeándoles agua continuamente. Si las bombas se detienen, el combustible comienza a sobrecalentarse, lo que puede llevar a la liberación de materiales radioactivos al medio ambiente.

Ilustración: Una representación del diseño del reactor de sales fundidas de Terrestrial Energy.

Varias otras start-up, entre ellas Transatomic Power, también están trabajando para comercializar reactores de sales fundidas. La tecnología es también el centro de atención de varias iniciativas de I+D en China (ver Energía nuclear más segura y a mitad de precio).

Los diseños de Terrestrial son más convencionales que los que está desarrollando Transatomic. La compañía planea utilizar los mismos materiales empleados en los reactores probados en Oak Ridge, mientras que los diseños de Transatomic utilizan varios nuevos materiales.

En el reactor de Terrestrial, el uranio se mezcla con un líquido refrigerante líquido de sal fundida. Si el combustible se calienta demasiado, eso hace que la mezcla se expanda, lo que ralentiza la fisión y reduce el calor del combustible. Esto regula automáticamente la temperatura y evita el sobrecalentamiento. Además, el líquido refrigerante sólo hierve a una temperatura muy alta por lo que, a diferencia del agua, no se evapora incluso si las bombas dejan de funcionar.

Es más, si el reactor resultase dañado y la mezcla de combustible y refrigerante se filtrara, se reduciría la velocidad de las reacciones de fisión y el combustible fundido se solidificaría, limitando la propagación de material radiactivo.

Irish afirma que el diseño también reducirá los residuos nucleares en casi dos tercios, ya que el reactor funciona a temperaturas dos veces más altas que un reactor convencional, lo que mejora su eficiencia y reduce la cantidad de combustible necesario. También señala que reciclar el combustible, lo que reduce aún más los residuos, es más sencillo que con los reactores convencionales.

Para hacer que el diseño de Oak Ridge sea más práctico, Terrestrial lo modificó para que pudiera ser producido en una fábrica y transportado por camión a la ubicación de una planta de energía.  

Otra característica distintiva del diseño de Terrestrial es que las piezas fundamentales son desechables. Una de las dificultades del diseño de sales fundidas de Oak Ridge es que un material de importancia crítica, el grafito, no dura demasiado tiempo, lo que significa que los operadores de la planta tendrían que reemplazarlo con frecuencia. El nuevo diseño contiene los principales componentes del reactor, entre ellos el grafito, en una unidad sellada que puede ser intercambiada cada siete años, lo que en teoría facilita la gestión de la planta.

Terrestrial ha producido un diseño preliminar, y está trabajando con Oak Ridge para producir un diseño aún más detallado, que una empresa de ingeniería podría utilizar para producir planos. Terrestrial espera poder encender el primer reactor comercial a principios de la próxima década.