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El desastre de Fukushima nos recordó a todos de los peligros inherentes en el uranio-aprovisionado de combustible nuclear de los reactores. Las noticias frescas de este mes sobre la continua lucha de Tepco para contener y enfriar las barras de combustible destacan cuán energéticas son las reacciones de fisión de uranio y cuán difíciles de controlar., Por supuesto, ese nivel de energía es exactamente la razón por la que usamos la energía nuclear: es increíblemente eficiente como fuente de energía, y crea muy pocas emisiones y lleva un historial de seguridad encomiable.
esta conversación – «nuclear bueno pero uranio peligroso» – conduce regularmente a una muy buena pregunta: ¿Qué pasa con el torio? El torio se encuentra dos puntos a la izquierda de uranio en la Tabla periódica, en la misma fila o serie. Los elementos de la misma serie comparten características. Con el uranio y el torio, la similitud clave es que ambos pueden absorber neutrones y transmutar en elementos fisibles.,
eso significa que el torio podría usarse para alimentar reactores nucleares, al igual que el uranio. Y como los defensores del combustible debilitado le dirán felizmente, el torio es más abundante en la naturaleza que el uranio, no es fisible por sí solo (lo que significa que las reacciones se pueden detener cuando sea necesario), produce productos de desecho que son menos radiactivos y genera más energía por tonelada.
entonces, ¿por qué en la tierra estamos usando uranio? Como recordarán, la investigación sobre la mecanización de las reacciones nucleares fue impulsada inicialmente no por el deseo de hacer energía, sino por el deseo de hacer bombas., El Proyecto Manhattan de 2 2 mil millones que produjo la bomba atómica provocó un aumento mundial en la investigación nuclear, la mayoría financiada por gobiernos involucrados en la Guerra Fría. Y aquí llegamos a ello: los reactores de torio no producen plutonio, que es lo que se necesita para hacer una bomba nuclear.
¿Cómo irónico. El hecho de que los reactores de torio no pudieran producir combustible para armas nucleares significaba que el mejor combustible para reactores se quedaba corto, pero hoy nos encantaría poder diferenciar claramente los reactores nucleares de un país de su programa de armas.,
en el mundo posterior a la Guerra Fría, ¿hay alguna esperanza para el torio? Tal vez, pero no corra a su corredor todavía.
El Reactor de uranio
el ciclo típico del combustible nuclear comienza con el mineral de uranio refinado, que es principalmente U238 pero contiene entre un 3% y un 5% de U235. La mayoría del uranio natural es U238, pero este isótopo común no sufre fisión, que es el proceso por el cual el núcleo se divide y libera enormes cantidades de energía. Por el contrario, el U235 menos prevalente es fisible., Como tal, para hacer combustible de reactor tenemos que gastar energía considerable enriqueciendo yellowcake, para aumentar su proporción de U235.
Una vez en el reactor, U235 comienza a partir y liberar neutrones de alta energía. Sin embargo, el U238 no se queda de brazos cruzados; se transmuta en otros elementos fisibles. Cuando un átomo de U238 absorbe un neutrón, se transmuta en u239 de corta duración, que se descompone rápidamente en neptunio-239 y luego en plutonio-239, ese subproducto encantador y armonizable.
Cuando el contenido de U235 se quema a 0.,3%, el combustible se gasta, pero contiene algunos isótopos muy radiactivos de americio, tecnecio y yodo, así como plutonio. Este combustible residual es altamente radiactivo y los culpables-estos isótopos de alta masa – tienen vidas medias de muchos miles de años. Como tal, los residuos tienen que ser alojados durante un máximo de 10.000 años, aislados del medio ambiente y de cualquier persona que quiera obtener el plutonio por razones nefastas.,
la cosa sobre el torio
Las ventajas del torio comienzan desde el momento en que se extrae y purifica, en que todo menos un rastro de torio natural es Th232, el isótopo útil en reactores nucleares. Eso es mucho mejor que el 3% a 5% de uranio que viene en la forma que necesitamos.
luego está el lado de seguridad de las reacciones de torio. A diferencia del U235, el torio no es fisible. Eso significa que no importa cuántos núcleos de torio juntes, no comenzarán a separarse y explotar por sí solos., Sin embargo, si quieres hacer que los núcleos de torio se dividan, es fácil: simplemente empiezas a lanzarles neutrones. Luego, cuando necesite que la reacción se detenga, simplemente apague la fuente de neutrones y todo el proceso se apaga, simple como pastel.
así es como funciona. Cuando Th232 absorbe un neutrón se convierte en Th233, que es inestable y se descompone en protactinio-233 y luego en U233. Ese es el mismo isótopo de uranio que usamos en los reactores ahora como combustible nuclear, el que es fisible por sí solo., Afortunadamente, también tiene una vida relativamente larga, lo que significa que en este punto del ciclo el combustible irradiado puede descargarse del reactor y el U233 puede separarse del torio restante. El uranio es entonces alimentado a otro reactor por sí solo, para generar energía.
El U233 hace lo suyo, separándose y liberando neutrones de alta energía. Pero no hay un montón de U238 sentado. Recuerde, con los reactores de uranio es el U238, convertido en U239 absorbiendo algunos de esos neutrones de alto vuelo, que produce todos los productos de desecho altamente radioactivos., Con el torio, el U233 se aísla y el resultado es mucho menos subproductos altamente radioactivos y de larga vida. Los residuos nucleares de torio solo permanecen radioactivos durante 500 años, en lugar de 10.000, y hay de 1.000 a 10.000 veces menos para empezar.
Los líderes del torio
Los investigadores han estudiado los ciclos de combustible basados en el torio durante 50 años, pero India lidera el grupo cuando se trata de comercialización., Como hogar de una cuarta parte de las reservas de torio conocidas del mundo y notablemente carente de recursos de uranio, no es sorprendente que India prevea satisfacer el 30% de su demanda de electricidad a través de reactores basados en torio para 2050.
en 2002, la Agencia Reguladora nuclear de la India emitió la aprobación para iniciar la construcción de un prototipo eléctrico de reactor reproductor rápido de 500 megavatios, que debería completarse este año. En la próxima década, la construcción comenzará en seis más de estos Reactores reproductores rápidos, que «crían» U233 y plutonio a partir de torio y uranio.,
El Trabajo de diseño también se ha completado en gran medida para el primer Reactor avanzado de agua pesada (AHWR) de la India, que implicará un reactor alimentado principalmente por torio que ha pasado por una serie de pruebas en réplica a gran escala. El mayor retraso en la actualidad es encontrar una ubicación adecuada para la planta, que generará 300 MW de electricidad. Los funcionarios indios dicen que tienen el objetivo de tener la planta operativa para finales de la década.
China es la otra nación con un firme compromiso de desarrollar el poder del torio., A principios de 2011, la Academia de Ciencias de China lanzó un importante programa de investigación y desarrollo sobre la tecnología del Reactor de torio de fluoruro líquido (LFTR), que utiliza U233 que se ha criado en una manta de sal de torio líquido. Esta manta de sal fundida se vuelve menos densa a medida que aumentan las temperaturas, ralentizando la reacción en una especie de retén de seguridad incorporado. Este tipo de reactor de torio recibe la mayor atención en el mundo del torio; el programa de investigación de China está en una carrera con programas similares aunque más pequeños en Japón, Rusia, Francia y los Estados Unidos.,
hay al menos siete tipos de reactores que pueden utilizar torio como combustible nuclear, cinco de los cuales han entrado en funcionamiento en algún momento. Varios fueron abandonados no por razones técnicas, sino por falta de interés o de financiación de la investigación (culpar a la Guerra Fría de nuevo). Por lo tanto, Existen diseños probados para reactores basados en torio y necesitan algo de apoyo.
Bueno, tal vez un poco de apoyo. Uno de los mayores desafíos en el desarrollo de un reactor de torio es encontrar una manera de fabricar el combustible económicamente., La fabricación de dióxido de torio es costosa, en parte porque su punto de fusión es el más alto de todos los óxidos, a 3.300° c. las opciones para generar el aluvión de neutrones necesarios para iniciar la reacción regularmente descienden al uranio o plutonio, completando al menos parte del problema.
Y aunque la India está trabajando en el torio, no todos sus huevos están en esa canasta. La India ya tiene en funcionamiento 20 reactores nucleares basados en uranio que producen 4.385 MW de electricidad y tiene otros seis En construcción, 17 previstos y 40 propuestos., El país recibe apoyos por su interés en el torio como una solución energética de cosecha propia, pero la mayoría de su dinero nuclear todavía se destina al uranio tradicional. China se encuentra exactamente en la misma situación – mientras que promueve sus esfuerzos en la carrera LFTR, su gran dinero está detrás de los reactores de uranio. China sólo tiene 15 reactores en funcionamiento, pero tiene 26 En construcción, 51 previstos y 120 propuestos.
el torio es tres veces más abundante en la naturaleza que el uranio. Todo excepto un rastro del torio del mundo existe como el isótopo útil, lo que significa que no requiere enriquecimiento., Los reactores a base de torio son más seguros porque la reacción se puede detener fácilmente y porque la operación no tiene que tener lugar bajo presiones extremas. En comparación con los reactores de uranio, los reactores de torio producen mucho menos desechos y los desechos que se generan son mucho menos radiactivos y de vida mucho más corta.
para colmo, el torio también sería la solución ideal para permitir que países como Irán o Corea Del Norte tengan energía nuclear sin preocuparse de si sus programas nucleares son una cobertura para el desarrollo de armas, una preocupación con la que todos estamos demasiado familiarizados en la actualidad.,
entonces, ¿deberíamos agotarnos e invertir en torio? Desafortunadamente, no. Por un lado, hay muy pocos vehículos de inversión. La mayor parte de la investigación y el desarrollo del torio se lleva a cabo por grupos de investigación nacionales. Hay una compañía que cotiza en bolsa que trabaja para desarrollar combustibles a base de torio, llamada Lightbridge Corp.Lightbridge tiene la ventaja de ser una empresa pionera en el área, pero por otro lado la escasez de competidores es una buena señal de que es simplemente demasiado pronto.
Si no hubiera sido por el deseo aparentemente insaciable de la humanidad de luchar, el torio habría sido el combustible nuclear preferido del mundo., Desafortunadamente, la Guerra Fría empujó la investigación nuclear hacia el uranio, y el impulso ganado en esos años ha mantenido al uranio muy por delante de su hermano más ligero, más controlable y más abundante hasta la fecha. La historia está repleta de ejemplos de una tecnología inferior que supera a un competidor superior en cuanto a cuota de mercado, ya sea por marketing o geopolítica, y una vez que se establece ese escenario, es casi imposible que el subcampeón regrese. ¿Alguien recuerda las videograbadoras Beta? En el frente técnico vencieron a VHS, pero la máquina de marketing de VHS ganó la carrera y Beta cayó en el olvido., Los reactores de torio no son los beta VCR del mundo nuclear, pero el desafío que enfrentan es bastante similar: es muy difícil derrocar al campeón reinante.
Marín tiene una trayectoria envidiable en el sector del uranio, con una recogida actual de casi el 1.600% desde que lo recomendó por primera vez a sus suscriptores hace 39 meses. Ahora se dirige a una compañía poco conocida que posee tecnología de recuperación de petróleo que podría recompensar a los inversores con ganancias similares.
