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KAIROS POWER

Cambio Climático

Reactores de sal fundida, una nueva esperanza para la energía nuclear

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La 'start-up' Kairos Power ha alcanzado recientemente dos hitos en el desarrollo de su reactor refrigerado por sales fundidas.

  • por Casey Crownhart | traducido por
  • 24 Enero, 2024

Durante más de un mes en total, 12 toneladas de sal fundida circularon por las tuberías de Kairos Power, en Albuquerque (Nuevo México). La empresa está desarrollando un nuevo tipo de reactor nuclear que se refrigerará con esta mezcla de sales, y su primer sistema de refrigeración de prueba a gran escala acaba de completar 1.000 horas de funcionamiento a principios de enero. Es el segundo hito importante de Kairos en las últimas semanas. En diciembre, la Comisión Reguladora Nuclear de EE UU (NRC, por sus siglas en inglés) concedió el permiso de construcción del primer reactor nuclear de prueba de la empresa.

Las centrales nucleares pueden proporcionar una fuente constante de energía libre de carbono, un componente crucial para hacer frente al cambio climático. Pero las grandes instalaciones nucleares recientes han sufrido retrasos y presupuestos desorbitados. Kairos y otras empresas que trabajan en diseños avanzados de reactores esperan reavivar las esperanzas en la energía nuclear presentando una nueva versión de la tecnología que podría reducir los costes y los plazos de construcción.

Según Edward Blandford, cofundador y director tecnológico de Kairos, la tecnología y el método de construcción de Kairos son "fundamentalmente distintos" de los reactores comerciales actuales.

En la actualidad, casi todas las centrales nucleares comerciales utilizan el mismo tipo de uranio enriquecido como combustible para generar electricidad mediante reacciones de fisión nuclear y la temperatura se controla con un sistema de refrigeración que utiliza agua.

Pero cada vez son más las empresas que trabajan para retocar esta fórmula en un esfuerzo por mejorar el coste y la seguridad. En el caso de Kairos, la empresa planea utilizar un combustible alternativo llamado TRISO, fabricado a partir de minúsculos granos que contienen uranio y que pueden incrustarse en carcasas de grafito. El combustible TRISO es robusto, capaz de resistir altas temperaturas, la radiación y la corrosión. Además, el sistema de refrigeración del reactor utiliza sal fundida en lugar de agua.

Según Blandford, las sales fundidas podrían ser de gran ayuda para construir centrales nucleares más seguras. El sistema de refrigeración de los reactores refrigerados por agua debe mantenerse a alta presión para garantizar que el agua no hierva, lo que dejaría al reactor sin refrigerante y en peligro de sobrecalentamiento y descontrol. Técnicamente es posible hervir la sal, pero sólo podría ocurrir a temperaturas muy altas. Así que esas altas presiones se hacen innecesarias.

Los reactores nucleares de sales fundidas se desarrollaron en los años 50, pero se dejaron de lado cuando la industria optó por diseños refrigerados por agua. Ahora, con la creciente necesidad de generar energía con bajas emisiones de carbono, "hay mucho interés en estas tecnologías de nuevo", dice Jessica Lovering, cofundadora y directora ejecutiva de Good Energy Collective, una organización de investigación política que aboga por el uso de la energía nuclear. Las nuevas opciones tecnológicas de reactores podrían ayudar a evitar algunos de los temores en torno a la seguridad de los reactores refrigerados por agua, y también pueden generar electricidad de forma más eficiente.

La tecnología ha cambiado mucho en las últimas siete décadas, y los reactores de sales fundidas nunca llegaron a funcionar comercialmente a gran escala. Así que aún quedan muchas pruebas por hacer antes de que este tipo de sistema de refrigeración pueda funcionar en el entorno altamente controlado de un reactor nuclear. Ahí es donde entra en juego la unidad de pruebas de ingeniería de Kairos. Es el mayor sistema del mundo construido para hacer circular Flibe, un refrigerante salino a base de flúor.

El sistema utiliza calentadores eléctricos para simular el calor que generarían las reacciones nucleares en el reactor acabado. Las pruebas consisten en bombear una mezcla de Flibe a través de un circuito de refrigeración mientras los ingenieros controlan la temperatura en todo el sistema y la pureza de la sal a lo largo del recorrido. La empresa también ha probado cómo sería repostar el reactor, y cómo puede controlarse y ajustarse la energía que sale del sistema.

Construir todo un sistema de refrigeración que nunca se utilizará en un reactor nuclear es una inversión considerable de tiempo, dinero y recursos, pero este enfoque de ir dando pequeños pasos podría ayudar a Kairos a tener éxito en la introducción de una nueva tecnología nuclear, una tarea históricamente difícil, dice Patrick White, director de investigación de la Nuclear Innovation Alliance, un think tank sin ánimo de lucro.

"Uno de los retos de la energía nuclear es que, por lo general, el primer paso consiste en diseñar el reactor sobre el papel y el siguiente en construirlo", explica White. Kairos está intentando un camino diferente, probando más componentes por el camino para ayudar a acelerar el desarrollo y evitar quedarse atascado en la fase final de la construcción.

Kairos también avanza en la construcción. En diciembre, la empresa recibió la aprobación de la NRC para construir Hermes, su primer reactor nuclear de pruebas. Hermes producirá unos 35 megavatios de potencia térmica (los reactores comerciales actuales suelen producir unos 1.000 megavatios de electricidad). Su finalización está prevista para 2026.

Otras empresas también están utilizando sales fundidas o combustible TRISO en sus diseños nucleares avanzados. X-energy, con sede en Maryland, está desarrollando un reactor refrigerado por gas que utiliza combustible TRISO, y TerraPower y GE Hitachi Nuclear Energy están desarrollando un reactor refrigerado por sodio que utiliza sales fundidas para almacenar energía.

Aún queda un largo camino por recorrer antes de que el diseño de Kairos y otros reactores avanzados puedan llegar a la red. La empresa tiene previsto construir al menos otros dos sistemas de refrigeración de prueba a gran escala antes de juntar las piezas para Hermes, afirma Blandford.

La empresa también tendrá que obtener una licencia de explotación para su reactor de demostración Hermes, el segundo de los dos principales pasos reglamentarios que tendrá que dar ante la NRC. Después vendrá Hermes 2, que incluirá dos reactores similares en escala y diseño al primer reactor Hermes, además de un sistema para transformar el calor generado en electricidad. Por último, la empresa pasará a reactores de mayor tamaño y escala comercial.

Todo ello llevará algún tiempo, pero Kairos y otros creen que el resultado merecerá la pena. "Nuestra tecnología es única", afirma Blandford, "y abre oportunidades únicas para explorar espacios que otras tecnologías no han explorado".

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