Renacimiento de la energía nuclear Reinventando con torio

La filial de CERN está creando una planta de energía de fusión que utiliza un acelerador de partículas - y su fuente de energía es inesperada.

Una startup suiza dice que un elemento olvidado es crucial para la energía nuclear segura.

Una imagen generada por computadora de las instalaciones de Transmutex, conocida oficialmente como Tecnología Regenerativa Acelerada Transmutativa Subcrítica (START). Crédito: Transmutex

La energía nuclear está experimentando un renacimiento, con gobiernos de toda Europa invirtiendo cantidades significativas de dinero en nuevas plantas de energía. Al mismo tiempo, las startups están trabajando diligentemente en alternativas más pequeñas y modulares. Sin embargo, mientras que la mayoría de estas plantas dependen del uranio, una startup suiza llamada Transmutex quiere reinventar la energía nuclear utilizando un elemento menos conocido llamado torio.

El Primo Olvidado del Uranio

El torio, un metal similar al plomo, es ligeramente reactivo, pero cuatro veces más abundante que el uranio y mucho más seguro de manejar. Aunque el torio es un material fisilable, no es fisil, lo que significa que no puede someterse a fisión nuclear, el proceso que libera energía utilizada para la generación de electricidad.

En una planta de energía nuclear convencional, se produce calor cuando los neutrones chocan con un material fisilable como el uranio. A medida que los átomos se dividen, liberan energía y más neutrones, creando una reacción en cadena que hace que la planta de energía nuclear sea autosostenible. Desafortunadamente, este proceso genera una cantidad significativa de residuos de plutonio, que tarda 300,000 años en decaer y es difícil de almacenar de manera segura. Además, también se puede utilizar para fabricar bombas atómicas si cae en manos equivocadas.

La solución de Transmutex es utilizar torio en lugar de uranio y combinarlo con un acelerador de partículas. Al alimentar constantemente neutrones en átomos de torio, se crea una reacción de fisión. A diferencia de los reactores tradicionales, la planta de Transmutex es incapaz de mantener una reacción en cadena. Cuando se apaga el acelerador de partículas, se interrumpe el flujo de neutrones y el reactor se apaga inmediatamente. Esta característica habría evitado desastres como el incidente de la planta de energía de Chernobyl en 1986. Además, el tiempo de descomposición radioactiva del torio es solo de 300 años en comparación con los 300,000 años del uranio, y Transmutex afirma que su sistema produciría menos residuos peligrosos.

Una vista de cerca del diseño de Transmutex para el acelerador de partículas. La startup cuenta con una gran experiencia de CERN, hogar del Gran Colisionador de Hadrones, que se convirtió en el acelerador de partículas más grande del mundo cuando se encendió en 2008. Crédito: Transmutex

Encendiendo: El nacimiento de Transmutex

Transmutex, fundada en 2019, tiene una historia de origen notable. Todo comenzó cuando el físico ganador del Premio Nobel Carlo Rubbia, entonces director de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), invitó a Federico Carminati, un joven científico, a participar en el desarrollo de un reactor de torio combinado con un acelerador de partículas. Desafortunadamente, la idea quedó archivada en ese momento debido a poco interés de la industria nuclear y al problema menos urgente de almacenar residuos radioactivos.

Sin embargo, los tiempos han cambiado. Con el renacimiento nuclear en pleno apogeo, Carminati, ahora armado con más experiencia, resucitó los viejos planes y se asoció con el empresario Franklin Servan-Schreiber para establecer Transmutex. Con sede en Ginebra y aún colaborando estrechamente con CERN, la startup tiene como objetivo hacer que la energía nuclear sea más segura y sostenible.

“¿Y si hubiera un enfoque que abordara los problemas fundamentales de seguridad, costos y desperdicios de larga duración que han plagado a la industria nuclear tradicional? ¿Un diseño de reactor que esté garantizado para ser seguro y pueda reducir la radiotoxicidad de los residuos de larga duración de 300,000 años a 300 años? Esto es precisamente lo que el equipo de Transmutex ha desarrollado”, dijo Albert Wenger, socio gerente de Union Square Ventures.

Recientemente, la firma de capital de riesgo con sede en Estados Unidos copatrocinó una inversión de $23 millones en la Serie A en la startup suiza. Transmutex planea utilizar los fondos para ampliar su equipo y tiene como objetivo planificar y construir su primera instalación en los próximos dos o tres años. Además, la startup está consultando actualmente con instituciones gubernamentales de primer nivel en todo el mundo para explorar la posibilidad de formar una coalición internacional para acelerar el desarrollo de su primer reactor nuclear.

Explorando el Potencial: Reactores de Torio y Más Allá

Aunque los reactores de torio, especialmente aquellos combinados con aceleradores de partículas, todavía están en sus etapas iniciales, el interés en su potencial está creciendo a nivel mundial. China ya ha construido un reactor experimental de torio en Wuwei, en las afueras del desierto de Gobi. Además, países como Estados Unidos, Alemania, Países Bajos y Reino Unido han probado el torio como combustible en otros tipos de reacciones nucleares. En Francia, los investigadores del CNRSA están llevando a cabo estudios para desarrollar un Reactor Rápido de Sales Fundidas alimentado por torio.

La adopción generalizada de reactores de torio podría revolucionar la industria de la energía nuclear, haciéndola más segura y sostenible. Al minimizar los residuos y reducir el riesgo de accidentes, este enfoque innovador podría ofrecer una alternativa viable a las plantas de energía nuclear convencionales. Sin embargo, todavía se deben superar desafíos significativos antes de que los reactores de torio se vuelvan predominantes.

Sección de Preguntas y Respuestas

P: ¿Es el torio completamente seguro de usar como combustible nuclear?

R: Aunque los reactores de torio tienen el potencial de producir menos desechos peligrosos en comparación con los reactores convencionales, no son completamente libres de riesgos. Los materiales radiactivos son inherentemente peligrosos, y se requiere una manipulación y gestión cuidadosa para garantizar la seguridad. Sin embargo, el diseño de los reactores de torio, como el desarrollado por Transmutex, tiene como objetivo limitar los riesgos al prevenir eventos catastróficos como fusiones o reacciones en cadena descontroladas.

P: ¿Cómo funciona un acelerador de partículas en conjunto con el torio en el diseño del reactor de Transmutex?

R: Transmutex utiliza un acelerador de partículas para bombardear constantemente los átomos de torio con neutrones. Este bombardeo induce una reacción de fisión, liberando energía sin mantener una reacción en cadena. Al apagar el acelerador de partículas, el flujo de neutrones se detiene, apagando efectivamente el reactor. Esta característica de diseño garantiza el cese inmediato de las reacciones nucleares, reduciendo el riesgo de accidentes.

P: ¿Cuáles son las ventajas de los reactores de torio en comparación con los reactores tradicionales de uranio?

R: Los reactores de torio ofrecen varias ventajas. Producen menos residuos radioactivos de larga duración, reduciendo el riesgo de contaminación y la necesidad de almacenamiento a largo plazo. El torio también es más abundante que el uranio y tiene un tiempo de descomposición radioactiva más corto, lo que lo convierte en una fuente de combustible potencialmente más sostenible. Además, el diseño inherente de los reactores de torio los hace menos propensos a fusiones accidentales y elimina el riesgo de reacciones en cadena descontroladas.

P: ¿Hay otros países que inviertan en reactores de torio además de China y Suiza?

R: Sí, varios países han mostrado interés en los reactores de torio. Además de China y Suiza, Estados Unidos, Alemania, Países Bajos y Reino Unido han realizado experimentos e investigaciones relacionados con el torio como combustible nuclear. Francia también está explorando reactores de torio como parte de sus estudios sobre el desarrollo de Reactores Rápidos de Sales Fundidas.

Referencias


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