Por qué los reactores de sales fundidas son problemáticos y la inversión de Canadá en ellos es un desperdicio

por MV Ramana

Uno de los beneficiarios de la carrera hacia unas posibles elecciones federales [en Canadá] ha sido la industria de la energía nuclear, concretamente las empresas que están promocionando nuevos diseños de reactores nucleares llamados pequeños reactores modulares. Las dos mayores ayudas financieras han sido para dos empresas, ambas están desarrollando una clase específica de estos reactores, llamados reactores de sales fundidas (MSR).

En primer lugar, en octubre de 2020, el ministro de Innovación, Ciencia e Industria de Canadá anunció una subvención de 20 millones de dólares para Terrestrial Energy, con sede en Ontario, y su diseño de reactor integral de sales fundidas (IMSR). En marzo de 2021, Moltex, con sede en Nueva Brunswick, recibió 50,5 millones de dólares del Strategic Innovation Fund y de la Atlantic Canada Opportunities Agency.

Como físico que ha analizado diferentes diseños de reactores nucleares, incluidos los pequeños reactores modulares, creo que es poco probable que los reactores de sales fundidas se desplieguen con éxito a corto plazo. Los MSR se enfrentan a difíciles problemas técnicos y no se puede contar con ellos para producir electricidad de forma constante.

Cómo funcionan

Los reactores de sales fundidas utilizan productos químicos fundidos, como el fluoruro de litio o el cloruro de magnesio, para eliminar el calor producido dentro del reactor. En muchos MSR, el combustible también se disuelve en una sal fundida.

Estos diseños son muy diferentes de los diseños de reactores tradicionales - actualmente, el diseño Canada Deuterium Uranium (CANDU) domina el panorama de la energía nuclear en Canadá. El CANDU utiliza agua pesada (agua con deuterio, el isótopo más pesado del hidrógeno) para transportar el calor, ralentizar o “moderar” los neutrones producidos durante la fisión, y uranio natural fabricado en pastillas sólidas como combustible. Los neutrones más lentos son más eficaces para desencadenar las reacciones de fisión que los neutrones altamente energéticos o rápidos.

El IMSR de Terrestrial se alimenta con uranio que contiene mayores concentraciones de uranio-235, un isótopo más ligero que el uranio que se encuentra en la naturaleza (uranio natural), que se utiliza en los reactores CANDU. El uranio enriquecido se disuelve en una sal de flúor en el IMSR. El IMSR también utiliza grafito, en lugar del agua pesada utilizada en los reactores CANDU, para moderar los neutrones.

El reactor de sal estable (SSR) de Moltex, por su parte, utiliza como combustible una mezcla de uranio y plutonio y otros elementos, disueltos en una sal de cloruro y colocados dentro de un conjunto sólido. No utiliza ningún material para frenar los neutrones.

Debido a los diferentes tipos de combustible utilizados, estos diseños de MSR necesitan instalaciones especiales -que no existen actualmente en Canadá- para fabricar su combustible. El uranio enriquecido para el IMSR debe producirse mediante centrifugadoras, mientras que el diseño Moltex propone utilizar un proceso químico especial llamado piroprocesamiento para producir el plutonio necesario para su combustible. El piroprocesamiento es extremadamente costoso y poco fiable.

Ambos procesos están íntimamente ligados a la posibilidad de fabricar materiales fisibles utilizados en las armas nucleares. A principios de este año, nueve expertos en no proliferación de Estados Unidos escribieron al primer ministro, Justin Trudeau, expresando su grave preocupación “por la tecnología que Moltex propone utilizar”.

Cuestiones difíciles

La experiencia con los MSR tampoco ha sido muy alentadora. Todos los diseños actuales se basan en los dos únicos MSR que se han construido: el Experimento del Reactor Aéreo de 1954, que funcionó sólo 100 horas, y el Experimento del Reactor de Sales Fundidas, que funcionó de forma intermitente de 1965 a 1969. En esos cuatro años, el funcionamiento de este último reactor se interrumpió 225 veces; de ellas, sólo 58 estaban previstas. Las restantes se debieron a diversos problemas técnicos imprevistos. En otras palabras, el reactor tuvo que pararse al menos una vez cada cuatro o cinco semanas, lo que no es lo que se espera de una central eléctrica fiable.

Incluso la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos, que había financiado el programa MSR durante casi dos décadas, planteó difíciles cuestiones sobre la tecnología en un devastador informe de 1972. Muchos de los problemas identificados siguen siendo desafíos técnicos a los que se enfrentan los diseños de MSR.

Otro problema básico de los MSR es que los materiales utilizados para fabricar los distintos componentes del reactor estarán expuestos a sales calientes que son químicamente corrosivas, al tiempo que son bombardeados por partículas radiactivas. Hasta ahora, no hay ningún material que pueda funcionar satisfactoriamente en ese entorno. Una revisión de 2018 del Laboratorio Nacional de Idaho solo pudo recomendar que “se inicie un programa de desarrollo sistemático” para desarrollar nuevas aleaciones que puedan funcionar mejor. Por supuesto, no hay garantía de que el programa tenga éxito.

Estos y otros problemas han sido identificados por varios laboratorios de investigación, desde el Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) de Francia hasta la Nuclear Innovation and Research Office del Reino Unido. Su conclusión: los reactores de sales fundidas aún están lejos de ser probados.

Como dijo el IRSN en 2015: “quedan numerosos retos tecnológicos por superar antes de que se pueda considerar la construcción de un MSR”, llegando a decir que no prevé la construcción de este tipo de reactores “durante la primera mitad de este siglo”.

Soluciones problemáticas

En caso de que se construya un MSR, la sociedad tendrá que hacer frente a los residuos radiactivos que producirá. Esto es especialmente difícil en el caso de los MSR porque los residuos tienen formas químicas que “no se conocen en la naturaleza” y no está claro “qué entorno de eliminación, si es que hay alguno, podría albergar estos residuos de alto nivel”. La Union of Concerned Scientists también ha detallado los riesgos de seguridad y protección asociados a los diseños de los MSR.

El argumento del gobierno liberal para invertir en reactores de sales fundidas es que la energía nuclear es necesaria para mitigar el cambio climático. Hay buenas razones para dudar de esta afirmación. Pero incluso si se ignoraran esas razones, los problemas de los MSR expuestos aquí demuestran que no pueden desplegarse durante décadas.

La crisis climática es mucho más urgente. Invertir en tecnologías que han demostrado ser problemáticas no es la manera de hacer frente a esta emergencia.

MV Ramana, Simons Chair in Disarmament, Global and Human Security at the Liu Institute for Global Issues, University of British Columbia.

Fuente:

MV Ramana, Nuclear power: Why molten salt reactors are problematic and Canada investing in them is a waste, 14 septiembre 2021, The Conversation.

Este artículo fue adaptado al castellano por Cristian Basualdo.