¿Cuáles son las ventajas de los reactores de lecho de guijarros sobre los reactores de sales fundidas?

En el papel, el reactor de sal fundida es mejor que un reactor de lecho de guijarros en todos los sentidos:

  1. Los combustibles líquidos permiten un simple reprocesamiento y eliminación de subproductos.
    1. Los guijarros de Triso tienen capas de carbono y carburo de silicio recubiertos alrededor de combustible de uranio y probablemente se eliminarán como un todo, en lugar de reprocesarse.
  2. Los combustibles líquidos requieren menos en términos de fabricación y, por lo tanto, resultan en un menor costo.
    1. El proceso de fabricación de los guijarros es complejo y es la razón principal por la cual el HTR-PM de China es más del doble de lo que pensaban que sería.
  3. Los combustibles líquidos son más tolerantes a la contaminación del producto de fisión en la sal y, por lo tanto, pueden alcanzar tasas de combustión más altas.
    1. Los combustibles sólidos (que se extienden hasta Triso) tienen estructuras fijas, y la transmutación del combustible en productos de fisión daña la estructura del núcleo. Todo el proceso de fabricación de Triso debe contener el aumento en el tamaño del combustible de uranio a medida que se fisiona.

Dicho esto, el mayor problema con las sales fundidas es precisamente eso: todas las ventajas están en el papel. La investigación realizada sobre los combustibles de guijarros es mucho más que reactores de sales fundidas, y existen muchos reactores prototipo de lecho de guijarros, pero solo un reactor de sal fundida construido hace 50 años y cerrado 4 años después.

Esto puede parecer un punto pequeño, pero es la diferencia entre comercializar este año y comercializar 7 años después. Cuando el clima está al borde del cambio irreversible, estos 6 años adicionales son la diferencia entre comenzar a reducir el CO2 en 2024 y haber eliminado con éxito el carbón en 2024.

Ventajas actuales que tienen los reactores de lecho de cantos rodados sobre los MSR:

  1. Temperaturas de funcionamiento más altas: las temperaturas de funcionamiento para los lechos de guijarros son de aproximadamente 700–900 ° C, mientras que las temperaturas de funcionamiento estimadas para los MSR no superan los 700 ° C.
    1. Es posible diseñar MSR para que funcionen a una temperatura más alta, pero nuevamente, aún no se ha realizado una investigación real sobre eso.
  2. La eliminación del combustible sólido se entiende bien hoy en día, gracias a nuestra experiencia con el almacenamiento de combustibles sólidos. El combustible de lecho de cantos rodados tiene la ventaja adicional de tener ya las capas protectoras sobre él. El almacenamiento debe ser una simple cuestión de mantener una pila de ellos en una caja y conectarlos para un almacenamiento geológico profundo.
    1. Una vez más, el procesamiento simple debería eliminar las sales fundidas y recuperar los productos de fisión para MSR, pero aún no se ha hecho y necesitará más investigación. Además, es probable que solo se permita en una instalación segura ubicada en uno de los 5 estados nucleares reconocidos por el NPT, lo que reduce la cantidad de lugares donde se puede hacer y aumenta el costo. Por otro lado, cualquiera puede almacenar trozos de bolas de carbono.
  3. El complicado proceso de fabricación de los guijarros Triso hace que la proliferación nuclear sea prácticamente imposible.
    1. Yo diría que los MSR diseñados adecuadamente son increíblemente resistentes a la proliferación, pero todavía es una caja reguladora de Pandora que aún no se ha abierto. Esta pesadilla regulatoria solo retrasará aún más la adopción de MSR.

Los HTGR, como el reactor de lecho de guijarros, son una tecnología relativamente probada (fort st vrain, agr, peach bottom, httr, etc.). Algunos reguladores de NRC bromearon que la “Planta Nuclear de la Próxima Generación”, o NGNP, era demasiado segura para licenciar porque no tenía escenarios de accidentes realistas para analizar, como lo requieren las regulaciones.

Compare eso con el MSR, que es una pesadilla regulatoria. Muchos problemas de materiales, el reprocesamiento in situ aún tiene muchos problemas técnicos que resolver. Hasta que la tecnología madure, no puedo ver que tenga licencia en los Estados Unidos.

Se ha gastado mucho más dinero en reactores de lecho de cantos rodados, por lo que la tecnología es más madura y se han superado los obstáculos regulatorios. Si ese dinero se hubiera gastado en los diseños de reactores de sal fundida inherentemente superiores, en cambio, nadie volvería a construir reactores de lecho de guijarros.