A los científicos les apasiona un reactor nuclear experimental que usa torio y cuyos ensayos están a punto de empezar en China. Aunque este elemento radiactivo ya se probó antes en reactores, los expertos dicen que China va a ser la primera con posibilidades de que esta tecnología sea utilizable comercialmente.

Ese reactor es inusual: por su interior circula sal fundida en vez de agua. En principio, generaría energía nuclear de forma, en cierta medida, más segura y barata, y a la vez produciría una cantidad mucho menor de desechos radiactivos de vida muy larga que la creada en los reactores corrientes.

Estaba previsto que la construcción del reactor experimental de torio en Wuwei, en los aledaños del desierto de Gobi, concluyese a finales de agosto y que en este mes hubiese ya tandas de ensayos, según el Gobierno de la provincia de Gansu.

El torio es un metal débilmente radiactivo, plateado, que se encuentra de modo natural en rocas y no tiene hoy por hoy mucho uso industrial. Es un producto residual de la minería de tierras raras, pujante en China, y es, por lo tanto, una alternativa atractiva al uranio de importación, dicen los investigadores.

Gran potencial

«El torio abunda muchísimo más que el uranio y por eso sería una tecnología muy útil dentro de cincuenta o cien años», para cuando las reservas de uranio vayan agotándose, dice Lyndon Edwards, ingeniero nuclear de la Organización de Ciencia y Tecnología Nucleares, en Sydney. Pero como el desarrollo de una tecnología así llevará muchas décadas, tenemos que empezar ahora, añade.

China puso en marcha su proyecto de sales fundidas en 2011 con una inversión de 3000 millones de yuanes (unos 500 millones de dólares), según Ritsuo Yoshioka, expresidente del Foro Internacional de Sal Fundida y Torio, en Oiso, Japón, que ha colaborado estrechamente con investigadores chinos.

El operador del reactor de Wuwei es el Instituto de Shanghái de Física Aplicada. Está diseñado para que produzca solo 2 megawatios de energía térmica, que cubrirían el consumo de mil hogares. Pero si los experimentos salen bien, China espera construir un reactor de 373 megawatios para 2030, que daría energía a cientos de miles de hogares.

Estos reactores están entre las «tecnologías perfectas» que le servirían a China para conseguir su meta de unas emisiones nulas de carbono para más o menos 2050, dice el modelizador de energía Jiang Kejun, del Instituto de Investigación de la Energía de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reformas, en Pekín.

El torio 232, isótopo presente en la naturaleza, no puede fisionarse, pero irradiado en un reactor absorbe neutrones y forma uranio 233, material fisible que genera calor.

El torio se ha probado como combustible en otros tipos de reactores nucleares en diversos países (Estados Unidos, Alemania, Reino Unido) y forma parte de un programa nuclear de la India. Pero hasta ahora no ha mostrado una relación favorable entre costes y beneficios porque su extracción es más cara que la del uranio y, al contrario que algunos isótopos presentes de forma natural de uranio, hay que convertirlo en un material fisible.

Algunos investigadores han apoyado el uso del torio como combustible porque, dicen, es menos probable que sus productos residuales se aprovechen para el armamento que los del uranio, pero otros sostienen que el riesgo sigue existiendo.

 

Reactor de sales fundidas. En un reactor nuclear de sales fundidas, el material fisible se disuelve en sal líquida en el núcleo del reactor. La sal líquida sirve a la vez de refrigerante, en lugar del agua. La fisión ocurre en el núcleo del reactor y genera calor, que la sal refrigerante y los intercambiadores de calor transmiten al agua, con lo que se produce vapor. Este mueve una turbina para generar electricidad. Un tapón congelado de sal se funde si el núcleo del reactor se sobrecalienta, y así la mezcla de sal y combustible cae a unos tanques de vertido de emergencia. [Fuente: Departamento de Energía / Agencia Internacional de la Energía Atómica].

Desde el pasado

Cuando China encienda su reactor experimental, será el primer reactor de sal fundida que funcione desde 1969; por entonces, unos investigadores estadounidenses del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, cerraron el suyo. Y será el primer reactor de sal fundida que se base en el torio. Los investigadores que colaboraron con el Instituto de Shanghái de Física Aplicada dicen que el diseño chino copia el de Oak Ridge, pero lo mejora gracias a décadas de innovaciones en las técnicas de fabricación, los materiales y la instrumentación.

Los investigadores que participan directamente en China en el proyecto no respondieron las peticiones de que confirmasen el diseño del reactor y la fecha exacta del comienzo de los ensayos.

En comparación con los reactores de agua ligera de las centrales ordinarias de energía nuclear, los reactores de sal fundida funcionan a temperaturas bastante mayores, lo que significa que podrían generar electricidad de forma mucho más eficiente, dice Charles Forsberg, ingeniero nuclear del Instituto de Tecnología de Massachusetts, en Cambridge.

El reactor chino usará sal basada en fluoruro, que se funde en un líquido transparente, incoloro, cuando se la calienta a unos 450 grados. La sal actúa como refrigerante para transportar el calor desde el núcleo del reactor. Además, en vez de barras de combustible sólido, los reactores de sal fundida usan también la sal líquida como sustrato donde el combustible, el torio por ejemplo, se disuelve directamente dentro del núcleo.

Se cree que los reactores de sal fundida son relativamente seguros; la razón es que el combustible ya está disuelto en líquido y funcionan a presiones inferiores que los reactores nucleares, y ello reduce el riesgo de que haya fusiones explosivas del núcleo del reactor.

Yoshioka dice que muchos países trabajan en reactores de sal fundida (sea para generar una electricidad más barata con uranio o para usar el plutonio residual de los reactores de agua ligera como combustible), pero solo China está intentado usar como combustible el torio.

Los reactores de la siguiente generación

El reactor de China será «un banco de pruebas donde podrá hacerse mucho para aprender», dice Forsberg, como analizar la corrosión o caracterizar la composición de los radionúclidos de la mezcla mientras circula.

«Vamos a aprender mucha ciencia nueva», afirma también Simon Middleburgh, científico de materiales de la Universidad de Bangor, en el Reino Unido. «Si me dejasen, me metía en el primer avión que vaya para allá».

Puede que pasen meses antes de que el reactor chino funcione por completo. «Si algo va mal mientras, no se podrá seguir, habrá que parar y empezar otra vez», dice Middleburgh. Por ejemplo, la bomba podría fallar, las tuberías podrían corroerse o podría haber un bloqueo. No obstante, los científicos tienen la esperanza de que todo acabe bien.

Los reactores de sal fundida son solo una de las muchas técnicas nucleares avanzadas en las que China está invirtiendo. En 2002, un foro intergubernamental señaló seis tecnologías prometedoras para los reactores que habría que abordar por la vía rápida para 2030, entre las que estaban los reactores refrigerados por líquidos de plomo o sodio. China tiene programas para todas ellas.

Algunos de esos tipos de reactor podrían sustituir a las centrales de carbón, dice David Fishan, director de proyecto de la consultora de energía del Grupo Lantau, en Hong Kong. «Mientras China navega hacia la neutralidad en carbono, podría ir quitando calderas [de las centrales térmicas] y sustituirlas con reactores nucleares».

Publicación en: Investigación y Ciencia