¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los reactores nucleares alimentados con torio, frente a otros reactores y frente a otras fuentes de energía?

Esta respuesta requiere mucho contexto. Los últimos dos párrafos tienen las respuestas para las personas que conocen toda la jerga. Pero entonces, la mayoría de esas personas ya saben la respuesta.

Cuando un núcleo de metales pesados ​​se fisiona, emite dos o tres neutrones rápidos. Estos por lo general tienen más de 1 millón eV de energía. A medida que estos neutrones interactúan con otros núcleos, transfieren energía y se ralentizan. Eventualmente se transfieren tanto que entran en equilibrio térmico con los átomos que los rodean, y se llaman neutrones térmicos. Moderadores son materiales como el agua, o el agua pesada, o grafito, que son buenos en la transferencia de energía fuera de neutrones mientras que absorbe sólo una pequeña fracción de ellos.

La probabilidad de que un neutrón interactúe con un núcleo que pasa se representa convenientemente como un área de sección transversal, cuya unidad es un granero, como en una puerta de granero. Si, eso es una broma. No es mi broma Un granero mide 1e-24 cm ^ 2, bastante más pequeño que una puerta de granero. La sección transversal de la mayoría de las reacciones suele ser inversamente proporcional a la energía del neutrón, pero hay algunas desviaciones de esa relación.

Hay, por supuesto, una gran cantidad de átomos en objetos macroscópicos como núcleos de los reactores, por lo que la pequeña probabilidad de que un neutrón reaccionar con uno no es un problema. El neutrón va a chocar con algo, muy rápidamente. Las secciones transversales de las diferentes reacciones, y las concentraciones relativas de los diferentes tipos de átomos, le indican la proporción de neutrones que serán sometidos a cada tipo de reacción.

La reactividad de un núcleo de reactor es el número de fisiones que serán causados ​​por cada uno de fisión en el núcleo. Reactividad de menos de 1,0 significa subcríticas: neutrones Fuente de otros procesos causarán un número limitado de fisiones. Una reactividad superior a 1.0 significa supercrítico: una reacción de fisión es autosuficiente y la velocidad de reacción aumentará con el tiempo. Los reactores están diseñados para tener una reactividad que disminuye a medida que aumenta la temperatura, de modo que la reactividad oscila naturalmente alrededor de 1.0. Al mover las barras de control y extraer el calor, etc., podemos organizar que este punto de control estable suceda a alguna temperatura y velocidad de calor útiles, o podemos apagar la reacción.

Podemos clasificar los reactores en dos grupos, los que se fisionan principalmente a través de neutrones rápidos y los que se fisionan principalmente a través de neutrones lentos (térmicos). Los reactores rápidos tienen núcleos llenos principalmente con metales pesados, y gran parte de ese metal pesado deben ser propensos a la fisión (por ejemplo U-235 o U-233 o Pu-239). Los reactores térmicos tienen núcleos principalmente llenos de moderador. La fracción probable de fisión puede ser menor (0.7% a 5%, dependiendo de la efectividad del moderador) y aun así alcanzar la criticidad.

Si algo le sucediera a un reactor rápido que causara que un grupo de moderadores, como el agua, se acercara al núcleo, se volvería supercrítico. Esto preocupa a mucha gente. A algunos diseñadores de reactores no les gusta este comportamiento y prefieren los reactores térmicos.

Todos los reactores se reproducen isótopos fértiles, como U-238 y Th-232, en isótopos fisionables, como Pu-239 y T-233. Pero lo hacen con diferente efectividad. Un reactor de agua ligera (casi todos los reactores comerciales en todo el mundo) producirá alrededor de un tercio de su energía de fisión isótopos criados de isótopos fértiles. Entonces, si el combustible de metal pesado es 3.5% U-235 y 96.5% U-238, podría quemar alrededor del 4.4% de ese combustible de metal pesado. Un reactor reproductor producirá la mayor parte de su energía a partir de átomos de fisión que ingresaron al reactor como fértiles en lugar de fisibles.

El problema de los desechos nucleares se debe principalmente a la cantidad de metal fisionado, no a la cantidad extraída o colocada en el reactor como combustible. Los reactores reproductores no abordan directamente el problema de los residuos nucleares. Pero hay algunos efectos de segundo orden con los que los reactores reproductores pueden ayudar.

1) La primera es que requieren menos metal para extraerse. La minería del uranio suficiente para poder toda nuestra civilización es una actividad pequeña en comparación con el carbón y el petróleo minería hacemos ahora, y su impacto es ahora y sería pequeña. Pero, si desea hacerlo aún más pequeño, o si le preocupa resolver las necesidades de energía de una sociedad futura a cuarenta generaciones de la nuestra, un reactor reproductor reducirá la cantidad de minería necesaria.

2) Un reactor reproductor puede reducir la concentración de transuránicos en la corriente de residuos. Cualquier cantidad dada de desechos tiene cierta radiactividad integrada futura fija. Al principio, los desechos se queman rápidamente a través de su reserva de radiactividad. A medida que pasan los minutos y los días y, finalmente, los años, el pequeño stock restante se filtra lentamente. Finalmente, después de miles de años, los elementos transuránicos en el desecho finalmente dominan. El reprocesamiento asociado con los reactores reproductores puede reducir en gran medida la fracción de transuránicos en el flujo de residuos, lo que hace una pequeña mejora en un tema francamente menor dentro de cien generaciones a partir de ahora.

Todo eso es contexto para lo que el torio puede hacer que el uranio no puede hacer.

Los reactores térmicos reproductores de uranio no pueden reproducirse tanto fisionable como consumen. Los detalles tienen que ver con el número de neutrones producidos en la fisión y las diversas secciones transversales de reacción. Cualquier generador de uranio térmico requerirá recargas de uranio enriquecido. La cantidad de entrada de uranio requiere, ya sea extraído o la entrada al reactor, será significativamente menor que utilizan reactores existentes.

Los reactores térmicos reproductores de torio pueden, en principio, reproducir tanto fisible como consumen. Todavía requieren una dieta constante de metales pesados ​​(torio en este caso), al igual que otros reactores. Pero un criador de equilibrio no requiere el enriquecimiento de la entrada de uranio, y la cantidad de metal (extraída y la entrada al reactor es la misma) es pequeña en comparación con los reactores existentes.

Además, los reactores reproductores de torio producen una fracción aún menor de transuránicos en su flujo de residuos que los reactores reproductores de uranio. Esto conduce a la observación de que dentro de 300 años, la producción de residuos de un reactor reproductor torio puro serían menos radiactivo que el uranio natural de entrada de un reactor de uranio de potencia equivalente.

Copiado de otras publicaciones que hice aquí:

Aquí hay una publicación que escribí para un curso de Coursera para el que estaba TA’ing. Algunos de los puntos pueden ser un poco discutibles (o no aplicables a todos los diseños MSR / LFTR), pero espero que refleje una idea clara de la dificultad en los MSR. También se puede decir que rara vez se elimina un desafío sin que surja otro … así que ten cuidado con lo que escribes con un “bueno, puedo deshacerme del grafito usando X” o algo así. Puedo decir, habiendo hablado con contemporáneos de compañías diferentes y conocidas (y National Labs) además de la mía (Westinghouse), que no estoy solo en este pensamiento. Por último, debo decir que esto realmente representa mis pensamientos personales sobre los problemas y no los de mi empleador.

Me voy a centrar en el reactor de fluoruro de torio líquido (LFTR) porque parece ser el más popular.

Primero, permítanme cubrir la teoría operativa básica y las ventajas de un LFTR. La idea es que tenga un refrigerante de sal fundida. Este refrigerante está compuesto de fluoruro, litio y berilio. Esto forma dos sales, fluoruro de litio y fluoruro de berilio. Este refrigerante tiene excelentes propiedades de capacidad calorífica, punto de ebullición, presión de vapor y neutrónicos. Esto lo hace relativamente transparente a los neutrones, un gran conductor de calor, y mantiene una baja presión en el recipiente, permitiendo la operación a presión atmosférica. Las sales de fluoruro son extremadamente estables y, por lo tanto, muy adecuadas para un entorno de alta radiación. Además, los productos de fisión (que voy a hablar también en un bit) no tienden a compuestos formar con el berilio, litio, o fluoruro.

Intercalado con la sal está el combustible, en este caso torio y alguna forma de material de semilla (uranio o plutonio). La mezcla de sal / combustible pasa a través de un “núcleo”, donde reside el moderador de grafito, así como un dispositivo de control. La fisión ocurre en este “núcleo”, calentando la mezcla e irradiando el torio. El torio se cría en uranio 233 a través de esta irradiación. El uranio 233 es un excelente combustible fisible (a diferencia del torio fértil) y mantiene reacciones continuas. O, por supuesto, esta fisión libera una desagradable cerveza de productos de fisión. Lo bueno de un LFTR es que la sal se filtra constantemente y se eliminan. Esto significa que nunca hay una gran cantidad de calor de descomposición presente en el sistema del reactor. También significa que el xenón y el samario no se acumulan. Estos son fuertes absorbedores de neutrones y, en última instancia, limitan la cantidad de uranio que se quema en un PWR normal (de ahí que todavía tengamos aproximadamente 1% de U235 y 0.7% de Pu cuando terminemos de quemar). Además, dado que el calor de descomposición es bajo, la presión baja y el sistema está diseñado para una mezcla fundida / sólida ya, en realidad no se producen “derretimientos”, ni ocurre un accidente en el reactor con mucha energía que impulsa la liberación del producto de fisión. Las fugas también tienden a autocurarse, ya que la sal se solidificará, tapando la fuga. Nota : Si bien el reactor en sí es muy intrínsecamente seguro, los productos de fisión concentrados seguirán existiendo en algún lugar del sitio, y estoy seguro de que un buen ARP encontrará escenarios que darían lugar a su liberación … nada es perfecto en la vida.

Algunas otras ventajas incluyen metales menos activados en el núcleo. La sal, el combustible y el grafito ven la mayoría de la radiación de neutrones. Solo una pequeña cantidad de metal ve un flujo de neutrones significativo. Esto facilita el desmantelamiento de alguna manera (más sobre eso más adelante). Los LFTR tampoco producen mucho desperdicio a largo plazo. Como la mezcla se filtra constantemente, los elementos no permanecen en el refrigerante el tiempo suficiente como para acumularse en transuránicos de larga duración. De hecho, también son particularmente buenos para fisionar algunos de estos elementos de larga vida, lo que los convierte en buenos reactores de quemadores también sin algunas de las dificultades de los reactores rápidos. También producen muchos isótopos / materiales médicos y de tierras raras útiles. El procesamiento tira de éstos hacia fuera en cantidades utilizables y comerciales. Por último, las altas temperaturas permiten altas eficiencias en el ciclo termodinámico. Esto tiene un gran impacto en la economía de las plantas.

Por supuesto, no todo son rosas. Existen numerosos desafíos / dificultades con LFTRs.

A uno primaria es litio 6 contaminación en la sal. Si bien el litio puro 7 se produce hoy en día para los reactores (hidróxido de litio utilizado para alcalinizar la química del reactor), es increíblemente costoso (~ $ 1000 / kg) y su fabricación está cuidadosamente controlada por el gobierno. La cantidad de litio 6 permitida en la sal de un MSR también es asombrosamente baja, por lo que es probable que cualquier proceso de separación sea costoso (sin mencionar la cantidad que debe generarse). El berilio también es MUY caro (también alrededor de $ 1000 / kg). Nota al margen: El berilio es un material increíble. Actúa como un multiplicador de neutrones y tiene fuerza: peso similar a la fibra de carbono. Algunos han dicho que esta litio podría fabricarse de manera más económica, pero a medida que hemos encontrado en los diseños de reactores anteriores con refrigerantes tanto oscuro, economía vuelto muy difícil.

Otra consideración para muchos MSR (y el LFTR en particular), es el hecho de que los productos de fisión y los transuránicos se purifican constantemente del refrigerante / combustible. Esto tiene muchas ventajas, pero también causa ciertos desafíos de proliferación que con frecuencia se pasan por alto. Como se mencionó, generalmente se necesita un material de semilla inicial. Esto viene en forma de un uranio altamente enriquecido típicamente. Entonces, está comenzando con un material HE (riesgo de proliferación), produciendo Pu239 a partir del presente U238 y luego filtrándolo antes de que forme Pu240 (también conocido como Pu239 de alto grado: riesgo de proliferación). Además, el filtrado de las sales también puede extraer el protactinio. Esto da acceso al U-233 de alto grado, un material de bomba (utilizado en la ojiva Davy Crocket W-54). Por último, filtrando también da acceso a neptunio que se juzga por los diseñadores de armas de Estados Unidos como similar al U235 en la facilidad de uso de armas. Su dificultad de producción ha impedido su uso en ojivas (al menos que yo sepa), pero sigue siendo un material de armas muy impresionante.

El hecho de que el combustible esté realmente en el refrigerante y esté suspendido en todo el circuito también plantea algunos desafíos. Desde el punto de vista de la controlabilidad, los LFTR son desafiados por neutrones retrasados. Los neutrones retrasados ​​son el regalo mágico de Dios que permite a los reactores tener un control fácil en estado estable. Básicamente, la mayoría de los neutrones necesarios para mantener la reacción crítica son rápidos … también se producen directamente de otras fisión y, dadas las escalas de tiempo involucradas, pueden causar cambios muy rápidos en el poder. Sin embargo, un pequeño porcentaje de los neutrones se retrasan, ya que provienen de la descomposición de productos de fisión. Hay 6 grupos de emisores de neutrones retrasados ​​que observamos en la física del reactor. Emiten neutrones con escalas de tiempo en el rango de pocos segundos a dos minutos. Esto significa que podemos “arrastrarse para arriba” en la criticidad. Con el tiempo de circulación del refrigerante, aproximadamente la mitad de estos se pierden, lo que significa que el reactor debe funcionar más cerca de la pronta crítica. Esta es una situación en la que hay suficientes neutrones rápidos disponibles para impulsar cambios rápidos de energía. Esto significa que los LFTR serán menos estables durante los transitorios rápidos. Las propiedades térmicas de la sal y el grafito probablemente significarán que esto no es un riesgo de seguridad, pero un reactor inestable aún no es algo bueno para un operador, regulador o empresa comercial.

La presencia de combustible y productos de fisión en todo el RCS también causa otros desafíos. Los neutrones retrasados ​​perdidos fuera del núcleo (mencionados anteriormente) introducirán la activación de material de bajo nivel en todo el RCS. Además, la mezcla increíblemente compleja de productos de fisión que ahora flota dando como resultado el enchapado con metales nobles. Esto es un desafío en el espacio de mantenimiento y desmantelamiento debido a la contaminación y también es una preocupación para el rendimiento del intercambiador de calor, la reducción del área de la ruta de flujo y los impactos potencialmente perjudiciales en componentes mecánicos como válvulas, bombas, mecanismos de control, etc. Algunos de los productos de fisión son También es corrosivo o dañino (como el telurio), atacando algunos de los metales de alto grado que se usan típicamente en los reactores (mi amigo de doctorado cita esto como otro desafío principal). Estoy seguro de que la NRC y otros organismos reguladores tendrán un día de campo con el “¿Qué pasa si?” Causado por este potencial.

El uso de grafito en el núcleo es un desafío por varias razones. Uno es el hecho de que el grafito en áreas de alto flujo de neutrones tiende a degradarse rápidamente con el tiempo. Se hincha, acumula tensiones internas y generalmente se vuelve inutilizable con el tiempo. Es probable que el grafito necesitaría reemplazados con frecuencia (estimaciones de 4 años se dieron en la década de 1960). El grafito también tiende a tener propiedades de moderación cada vez más favorables para U233 a medida que aumenta la temperatura. Esto conduce a un coeficiente de reactividad térmica positivo (también conocido como, más temperatura = reacción más rápida). Esto no es bueno en el diseño de reactores. Desafortunadamente, los diseños requeridos para evitar esto hacen que la cría de torio sea más desafiante. Por lo tanto, será un gran desafío regulatorio equilibrar la reproducción, la seguridad y la confianza reguladora (la seguridad y la confianza reguladora no siempre son lo mismo).

Por último, si quieres pasar a meter la pata operacionalmente, se podría llegar a tener sales de congelados en el circuito del reactor. Licuar estas sales puede resultar bastante difícil, aunque no imposible. Esto no es totalmente diferente a los sub reactores rusos Alfa que utilizan refrigerante de bismuto plomo. Necesitaban un calentamiento constante cuando los núcleos no eran críticos. De vez en cuando esto se perdió y los reactores se congelaron, destruyéndolos.

Tenga en cuenta que ninguno de los desafíos anteriores es imposible de diseñar. Lo que me asusta más que la capacidad de formular una solución es la capacidad tanto de formular la solución como de obtener una licencia. Y aunque algunos podrían descartar los riesgos de proliferación, creo que todos ellos son técnicamente más factibles desde el punto de vista de la creación de armas que cualquier cosa que exista en un LWR, sin embargo, todavía estamos acosados ​​por preocupaciones de proliferación con poca base en la realidad. Así que creo que el LFTR sería un objetivo jugoso para personas con esa mentalidad. Creo programa LFTR de China es probable que encontrar el éxito. Tienen la combinación correcta de fondos ilimitados, un regulador abierto y no se permiten interferencias públicas que puedan hacer que sucedan cosas como esta.

Creo que se han ideado soluciones, solo me preocupo más por las inspecciones requeridas después de licuar nuevamente la sal. Estoy seguro de que sería un proceso largo y arduo. Un montón de “qué pasaría si” de nuevo.

Doy la bienvenida a LFTR, FHR, reactores de gas y otras opciones novedosas. Más, mejor es mi opinión. Lo que me molesta es la actitud que algunos tienen de que la nueva tecnología “X” es tan sencilla y sencilla que deberíamos dejar de hacer lo que estamos haciendo, abandonarla e inmediatamente enfocarnos en lo nuevo. En algún momento debe decir: “Esto es lo que tenemos ahora, es una buena tecnología y estamos avanzando con ella”. A menudo, lo perfecto es el mayor enemigo de lo bueno … especialmente cuando se trata de las escalas de tiempo presentes. Según algunos, nuestra ventana para el cambio climático se mide en un pequeño número de décadas (por cierto, no ofrezco opinión sobre el cambio climático … fuera de mi experiencia). Nuestros horarios en la estabilidad de la red estadounidense son aún más cortos. Como tal, creo que avanzar con los excelentes LWR de hoy (AP1000, EPR, APWR, ABWR, ESBWR, VVER-TOI / AES2006) es un movimiento inteligente. No veo ningún peligro inminente con seguir adelante con esos modelos.

Hay algo que muchas preguntas como esta fallan continuamente: el torio no está asociado con ningún tipo de reactor específico. Es un combustible potencial, ni más ni menos. Los reactores de sal fundida (el tipo más continuamente asociado con torio, vea LFTR) pueden operar con combustible de uranio, y el combustible de torio se puede usar en reactores más tradicionales (como CANDU). Con una preparación adecuada (procesamiento a través de un reactor reproductor), incluso se puede usar en los reactores más comunes: solo se necesita un reactor apto para reproductores si desea instalarlo sin un procesamiento importante.

Por supuesto, cualquier cosa capaz de generar combustible estará bajo un escrutinio más intenso que cualquier otro, porque le permite a uno tomar Torio-232 o Uranio-238 y convertirlos en Uranio-233 y Plutonio-239, respectivamente. Ambos son materiales utilizables para explosivos nucleares, aunque el uranio-233 es mucho más difícil de trabajar y mucho más detectable, debido a la contaminación con uranio-232. Esto hace que la cría de torio sea más atractiva que la cría de uranio, pero ambos todavía son capaces de producir material de grado de armas.

Más allá de los hechos del torio en un ciclo de combustible nuclear, hay otro impedimento: la infraestructura. La infraestructura de uranio ya está bien madurada, mientras que la infraestructura de Torio está entre débil y no existente. Se requerirá un esfuerzo masivo para comenzar a usar el torio como combustible nuclear, si alguna vez se hace.

Para los reactores convencionales (combustible sólido), el torio proporciona los siguientes beneficios:
1 – El torio tiene un punto de fusión más alto y una conductividad térmica más alta
Esto permite un mayor nivel de potencia con el mismo nivel de seguridad o un mayor nivel de seguridad con los mismos niveles de potencia.

2 – La fisión de torio libera menos gases nobles
Los gases nobles causan hinchazón en el combustible sólido, lo que provocaría grietas si los pasadores de combustible funcionaran demasiado tiempo dentro del reactor. Con menos liberación de gases nobles, esto permite una mayor extracción de energía por carga de combustible, lo que aumenta la productividad del reactor

3 – El torio genera más U233 que U238 genera Pu239
Si el combustible UOX convencional tuvo la misma producción de gas noble más baja que el torio, ya que el combustible se consume más tiempo, su producción de energía disminuye a medida que el material fisible total en el combustible cae con el tiempo. Esto se debe a que U238-> Pu239-> fisión produce un promedio de 1.9 neutrones, mientras que Th232-> U233-> fisión produce un promedio de 2.3 neutrones. 2.3 neutrones son suficientes para reproducir tanto fisionable como consumido (dependiendo de las pérdidas de neutrones del reactor), mientras que 1.9 es inútil (los totales de U235 + Pu239 caen continuamente con el tiempo).
Esto también aplana la curva de potencia con el tiempo, lo que significa que se necesita menos impulsión fisible para comenzar (por ejemplo, 3 o 5% de nivel de enriquecimiento = 3 o 5% U235, que es la fisura para el combustible UOX normal).

4 – Los combustibles a base de torio contienen gran cantidad de U233 cuando se retira del reactor. U233 es un mejor elemento fisible incluso que U235
El combustible nuclear gastado que comenzó principalmente como combustible de torio puede usar un método de reprocesamiento más simple (solo elimine los productos de fisión). Los métodos de reprocesamiento comúnmente utilizados son complejos y perjudiciales para el medio ambiente debido a la necesidad de separar el uranio del plutonio de los actínidos menores de los productos de fisión. Tener que separar los productos de fisión de todos los actínidos permite métodos más simples, como el reprocesamiento de piro (desarrollado para reactores rápidos de sodio), los actínidos resultantes se pueden mezclar con más torio y suficiente plutonio para alcanzar los niveles fisibles necesarios. Sin embargo, el reprocesamiento de Pyro aún no se ha probado a escala comercial. Es similar a una destilación donde todos los elementos más ligeros (productos de fisión) se vaporizan y los elementos más pesados ​​permanecen

5 – El torio mezclado con plutonio tiene muchas ventajas sobre el combustible de uranio empobrecido + plutonio (MOX). El objetivo principal del combustible MOX es eliminar el plutonio del excedente de grado de armas o el grado de reactor Pu extraído del reprocesamiento de SNF. El MOX regular tiene una gran cantidad de U238 que termina produciendo la mitad de plutonio que el desechado. Th232 casi no produce plutonio nuevo, lo que significa que el combustible Th232 + Pu es mucho más efectivo para eliminar el plutonio (más todas las ventajas 1-4 ya que la concentración de plutonio en MOX de torio es bastante baja)

6 – Los reactores de agua ligera avanzados deberían poder funcionar exclusivamente con torio. Comience principalmente con torio + U233 o torio + plutonio y siga reprocesando y agregando más torio para producir combustible nuevo. Esto requiere reactores muy eficientes neutrónicamente, lo que también significa reactores de moderación reducidos

Thor Energy de Noruega / Scatec group y Light Bridge de EE. UU. Son dos compañías que buscan la certificación de combustibles de torio para reactores LWR / BWR.

Porque hay una cantidad casi ridícula de torio disponible.

Usando un reactor de espectro de neutrones rápido, es probable que haya aproximadamente 25,000 años de uranio, aunque podría haber aún más si incluimos el uranio en agua de mar. Eso significa que, en los niveles actuales de uso de energía, podríamos satisfacer todas las necesidades / deseos energéticos de la población humana durante los próximos VEINTICINCO MIL AÑOS.

Pero usando torio, probablemente podamos triplicar eso. Esto se debe a que hay aproximadamente tres veces más torio que uranio. De hecho, en este momento el torio es un producto de desecho de la producción de ciertos tipos de elementos de tierras raras.

El único problema real con el torio (y no lo considero un problema, solo un desafío técnico normal para superar) es que cualquier tipo de reactor alimentado con torio necesita un suministro inicial de neutrones para que todo funcione. Esto puede ser prácticamente cualquier cosa que emite neutrones.

La razón es que el torio en sí mismo (realmente torio-232, que es prácticamente todo el torio natural) no es fisionable, ni siquiera fisionable. En otras palabras, no se separa simplemente capturando un neutrón. Lo que hace es capturar ese neutrón y formar torio-233, que luego se descompone en uranio-233, que es fisionable.

Entonces, el final de la historia del torio es que hay una cantidad casi inimaginable disponible, suficiente para durar hasta que descubramos cristales de dilitio.

El torio o el uranio que se usa en los reactores de agua a presión tradicionales es una mala idea porque el abastecimiento de combustible, la eliminación de productos de fisión y las operaciones son muy inconvenientes. Necesitan un edificio de contención para contener la presión si hubo una fuga de refrigerante y, como hemos visto repetidamente, debe haber una innovación en el diseño. Sucede que el diseñador del reactor de agua a presión también diseñó el reactor de sal fundida que ya funcionó durante 21,000 horas en la década de 1960, por lo que la mayor parte del desarrollo debería ser fácil. No necesita construcción de contención presurizada, puede construirse en tamaños modulares desde unos pocos megavatios hasta una salida de varios gigavatios. Tiene una unidad de drenaje a prueba de fallas para sacar la sal segura del circuito si se sobrecalienta. Aquí se congela en un tanque de sumidero. Produce desechos que tienen solo 300 años de radiación y la mayoría de los cuales no son gamma. Usar el torio más abundante en una sal fundida en lugar de en gránulos de cerámica es muy ventajoso. En la configuración de sal fundida, puede repostar mientras el sistema está en funcionamiento. También puede eliminar los productos de fisión fácilmente durante la operación. El combustible se puede quemar al 100% en lugar del 3% – 5% de eficiencia que se ve en la configuración de la barra de uranio. Estados Unidos ya tiene un suministro de 100 años en el desierto de Nevada. El torio es un metal seguro, con una vida media de 13.500 millones de años y sin necesidad de protección contra la radiación. Su alto punto de fusión dificulta el trabajo pero es fácil de combinar químicamente en una sal.

Al principio, establezcamos una base para que el torio no se fisione, pero se cría en Uranio 233, que es un material altamente fisionable.
1. El torio existe en la naturaleza 3 veces más que el uranio.
2.El uranio 233 tiene una sección transversal de fisión más alta que la del uranio 235 (mayor probabilidad de fisión.
3.El uranio 233 produce más neutrones por fisión que el uranio 235 e incluso el plutonio 239 (que mejoran la economía de neutrones en el reactor tge).

Principalmente la principal desventaja de los reactores alimentados con torio es que el torio 232 necesita ser introducido en el uranio 233 antes de ser quemado.

No hay nada emocionante en los reactores de torio. Los ingenieros nucleares los han estado diseñando durante años. Los estudiantes de ingeniería nuclear habitualmente diseñan y descartan diseños de torio.

La razón por la que no son populares es que ofrecen casi pocas ventajas y varias desventajas importantes. Las ventajas que sus fanáticos promocionan sin aliento a menudo son fabricaciones o malas interpretaciones. Por ejemplo, el estribillo constante de “El torio es 3 veces más abundante que el uranio” es el comentario más absurdo y ridículo de la historia, hace que cada experto nuclear calificado ponga los ojos en blanco y, sin embargo, las nueces de torio lo repiten constantemente como algún tipo de mantra.

Las únicas personas que están impresionadas por los reactores de torio son los diversos aficionados y aspirantes a científicos que infestan Internet, buscando algo por lo que emocionarse.

Desafortunadamente, no hay isótopos de torio naturales que sean fisionables. Eso es una desventaja. Sin embargo, puede criar U233 fisible exponiendo Th232 natural a neutrones en un reactor sin el riesgo de actínidos de larga duración (plutonio, etc.). (gran ventaja) Y puede diseñar su reactor para que sea difícil purificar el U233 para fabricar armas (ventaja). Y una ventaja adicional es que hay más torio que uranio en este planeta.

Existen otros reactores nucleares y están produciendo miles de millones de vatios de energía. Las energías renovables existen y están haciendo lo mismo.

El torio es básicamente un experimento de laboratorio en este punto que incluso los defensores serios creen que no puede ser un contribuyente significativo a la generación de energía antes de 2025-30 como muy pronto.