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Energía

Un ingenioso truco del MIT podría ahorrar años y millones en investigación nuclear

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En lugar de crear un prototipo desde cero, planean centrarse en las partes estratégicas y añadirlas a sus instalaciones existentes, lo que tal vez no requiera los sobrecogedores requisitos legales ni los millones de euros necesarios para crearlo

  • por James Temple | traducido por Teresa Woods
  • 03 Mayo, 2017

Crédito: Joshua Matthews.

Científicos del Laboratorio de Reactores Nucleares del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) han elaborado un inusual plan para acelerar el desarrollo de un reactor nuclear pequeño, seguro y barato: quieren hacer un prototipo sobre las instalaciones que ya tienen.

Puesto que el reactor de demostración de un megavatio que quieren hacer sería incapaz de sostener una reación de fisión por sí solo, los investigadores creen que podrían evitar tener que desarrollar un prototipo experimental independiente, algo que generalmente requiere la aprobación de la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos (NRC, por sus siglas en inglés). La selección de emplazaminto y el proceso de licencia puede alargarse una década o incluso más, así que la esperanza es que este enfoque ahorre cientos de millones de euros y la mitad del tiempo.

El laboratorio de la universidad opera un reactor de investigación enfriado por agua ligera de seis megavatios en la zona noroeste del campus, alojado dentro de un edificio de contención de color azul claro de acero y hormigón. La "instalación subcrítica" propuesta se añadiría al núcleo hexagonal y ocuparía un par de salas de radiación médica que antes se utilizaban para tratamientos experimentales de cáncer.

Foto: La científica de investigación principal del Laboratorio de Reactores Nucleares del MIT, Lin-wen Hu, elaboró la propuesta para la "instalación subcrítica". Crédito: Joshua Matthews.

Su tamaño sería aproximadamente la mitad del del típico reactor de demostración y dependería de neutrones generados por el reactor principal para catalizar la reacción de fisión de su combustible. Eso significa que el proyecto probablemente solo necesitaría modificar el permiso actual del reactor del MIT, que entró en operación en 1974, señala la científica de investigación principal del laboratorio y el desarrollador de la propuesta, Lin-wen Hu.

Los investigadores quieren probar diseños para un pequeño reactor enfriado por sales fundidas transportable para generar energía fuera de la red en aldeas o emplazamientos de trabajo remotos. Los reactores de sales fundidas, investigados por primera vez durante la década de 1950, cada vez generan más interés dado potencial para aumentar la seguridad y reducir los costes frente a las plantas tradicionales de energía nuclear.

En función de si los resultados de las pruebas y otros análisis satisfacen las preocupaciones de seguridad de los reguladores, tal vez la instalación subcrítica pueda evitar la necesidad de desarrollar un prototipo entero antes de lanzarse a producir un reactor a escala completa. Sea como sea, el proyecto debería ofrecer datos estratégicos sobre la viabilidad de este enfoque, lo que facilitaría la adquisición de fondos y las aprobaciones necesarias para avanzar.

Hu afirma: "Si tenemos que esperar a que algo sea construido con miles de millones de euros en juego, sólo nos limitará".

Foto: Un operador trabaja en la sala de control del reactor. Crédito: Joshua Matthews.

Foto: Un panel de control del laboratorio del reactor. Crédito: Joshua Matthews.

La gran esperanza es que la instalación de prueba ayude a impulsar el diseño de reactores avanzados en Estados Unidos, donde las investigaciones nucleares se han ralentizado por preocupaciones de seguridad, un largo historial de despilfarros y requisitos regulatorios excesivos. Pero el país podría estar perdiendo su liderazgo nuclear, especialmente mientras China avanza un ambicioso programa para la construcción de plantas nucleares e investigación de diseños de reactor avanzado.

El científico nuclear principal del Laboratorio Nacional de Idaho (EEUU), David Petti, no está convencido de que la NRC acepte la idea como sustituto adecuado de un prototipo independiente, algo que generalmente es necesario para desarrollar un reactor a escala completa. Añade que ya han empezado las conversaciones para evaluar si otros proyectos similares podrían ser desarrollados alrededor de reactores en laboratorios nacionales, incluido el de Idaho y de Oak Ridge bajo un programa del Departamento de Energía de EEUU establecido para proporcionar apoyo técnico para empresas nucleares privadas. Pero simplemente hay más espacio en las instalaciones del MIT, lo que significa que el proyecto podría resultar significativamente más barato y fácil allí, señala Petti.

El experto concluye: "Esto podría convertirse en un enfoque mucho más eficiente. Es una capacidad única que debe ser explorada, y que realmente podría ayudar en el desarrollo tecnológico de este concepto".

Foto: El laboratorio emplea brazos robóticos para manipular materiales de prueba. Crédito: Joshua Matthews.

Foto: Un espacio contenido para materiales de prueba que han sido expuestos a la radiación.
Crédito: Joshua Matthews.

Los reactores de sales fundidas se consideran más seguros y estables que los diseños convencionales. Utilizar sales en lugar de agua como refrigerante significa que los reactores pueden operar a temperaturas más altas y presiones atmosféricas ambientales. Esta capacidad mejora la eficiencia, reduce los costes y permite el enfriamiento incluso cuando no hay corriente. Start-ups como Transatomic, Terrestrial Energy y Kairos Power intentan desarrollar versiones de esta tecnología nuclear de próxima generación.

El laboratorio del MIT planea empezar a buscar financiación el año que viene, y contempla al Departamento de Energía y a start-ups de energía nuclear. Según de dónde provenga el interés, podría avanzar su propio programa de investigación o asociarse con empresas interesadas en probar sus diseños.

Se calcula que el proyecto costará alrededor de 14.000 millones de euros sin contar con el combustible, según el director del laboratorio del MIT, David Moncton.

Foto: Una luz indicadora señala cuando se encuentran en curso los experimentos. Crédito: Joshua Matthews.

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