TMSR-LF1

Esa sopa de consonantes de arriba hacen referencia al reactor nuclear de torio que próximamente se encenderá en China. No es un reactor comercial, sino un pequeño reactor de 2MW de demostración e investigación.

Vamos a desgranar tanta consonante.

La T viene por el combustible: el uranio o plutonio habituales son sustituidos por torio.

MSR: Esto va todo junto. Son las iniciales de molten salt reactor, es decir, un reactor de sales fundidas. No es que sea precisamente nuevo, se lleva trabajando con ellos desde los albores de la energía nuclear, pero fueron arrinconados por los mucho más comunes reactores de agua ligera, los BWR y PWR, que con los CANDU son la inmensa mayoría que están en operación comercial. Yo recuerdo haber estudiado los MSR como una rareza, sólo a título de curiosidad (fijo que no caía en el examen). Vamos, que no sabía casi nada de ellos, y ahora estaba intentando documentarme un poco (excelente hilo del operador nuclear, pero no entiendo que se use Twitter para publicar un artículo, herramienta para lo cual es manifiestamente deficiente).

Finalmente, LF viene de liquid fuel, es decir, combustible líquido (a la temperatura de operación, un fluoruro de zirconio, uranio enriquecido al 20% y torio). Una de las cosas que quieren estudiar es la proporción de U y Th. El U es necesario para encender la reacción (proporcionar los primeros neutrones), ya que el torio no es fisible pero sí que es fértil (por absorción neutrónica puede dar lugar a elementos, en concreto el 233U, que sí que es fisible). Ese combustible se disuelve en el refrigerante, otro fluoruro, en este caso de 7litio (porque el isótopo más exótico, 6li, produce tritio al ser bombardeado) y (algo de) berilio.

Ya digo, sólo voy a reproducir algunos de los puntos que me parecen destacables de lo que he estado leyendo. Para ampliar, tenéis los enlaces que voy añadiendo o el mismo buscador.

Lo primero, aunque ya lo he dejado caer antes, estamos ante un breeder reactor (es decir, que genera su propio combustible) de neutrones rápidos (los reactores convencionales usan neutrones térmicos).

Otra cosa muy importante: en todas partes se menciona que el torio es cuatro veces más abundante que el uranio. Pero eso es lo de menos. Mucho más importante es que:

a) el torio no hay que enriquecerlo, se usa el 232Th presente en la naturaleza (en el caso del uranio, menos del 1% es 235U, el isótopo fisible).

b) en un reactor convencional, sólo se aprovecha el 5% del 235U (por eso es estúpido hablar de «basura nuclear», porque ese combustible quemado aún contiene el 95% de uranio, que en caso de carestía podría separarse y volver a crear con él combustible fresco; como ahora es más barato extraerlo de la minería, se almacena). En el caso del torio es a la inversa, se aprovecha más del 95% del combustible.

Es decir, que con las reservas de torio conocidas, tendríamos energía con una mínima huella de carbono para bastantes siglos.

Esta es la ventaja del torio, pero también hay ventajas propias del concepto de MSR.

Por ejemplo, una muy curiosa: no tienen que pararse para recargarlos, como sucede en los reactores convencionales, lo cual los deja fuera de combate cosa de un mes cada año y medio. En este caso, como el combustible va disuelto en el refrigerante, simplemente se añade más combustible al circuito de refrigeración primario.

Asociada a esta característica está otra: igual que añadimos combustible fresco, podemos ir retirando sobre la marcha los productos de fisión. Esto tiene múltiples ventajas, desde incrementar la economía de neutrones (no malgastamos neutrones bombardeando elementos que no son fisibles ni fértiles), a contribuir a la seguridad de la central.

Lo explico un poco más: en caso de ordenarse una parada de emergencia, no habría en el reactor radioisótopos que seguirían aportando calor residual aún después de detenerse la reacción principal (y que obligan a mantener la refrigeración durante días aún después de parar el reactor, que es lo que falló en el Fukushima-Daiichi).

Y hablando del otro gran accidente nuclear, el de Chernobyl: un MSR tiene coeficiente de temperatura y de vacío negativos. Es decir, que según sube la temperatura y burbujea el refrigerante, se reduce la tasa de fisiones hasta parar la reacción en cadena.

Pero es que, además, por lo que comentábamos antes, es muy sencillo extraer el 135Xe del flujo de refrigerante/combustible.

Vamos a explicarlo un poco más, que es interesante.

El xenón 135 (que proviene de la desintegración del yodo 135, un producto de la reacción de corto semiperiodo) es un veneno neutrónico que estuvo detrás del accidente de la planta soviética. Cuando un reactor funciona a plena potencia, va quemando ese 135Xe en 136Xe, que no tiene esa característica de absorber los neutrones. Pero cuando se reduce la potencia, se empieza a acumular 135Xe, que reduce el número de fisiones, lo cual hace aumentar más el 135Xe entrando en bucle. Hablando en términos automovilísticos, el motor puede empezar a perder rápidamente potencia hasta acabar calándose, lo que se conoce como pozo de yodo. En Chernobyl estaban ensayando una reducción de potencia, para lo cual introdujeron más las barras de grafito (moderador en los RBMK, como en los MSR); y empezaron a caer en ese pozo de yodo. Como veían que el reactor se apagaba, decidieron pisar el acelerador a fondo; es decir, subir completamente las barras. Aquí cabe añadir que una de las cabronadas del envenenamiento por xenón es que no tiene por qué ser homogéneo en todas las barras del reactor. La cuestión, que cuando se empezó a disparar la reacción, quisieron volver a pisar el freno (introducir las barras) pero el calor las había deformado y estaban atoradas. Es decir, se quedaron sin frenos. Y un RBMK tiene coeficiente de vacío positivo, es decir, con la temperatura se embala. Más temperatura, más fisiones… hasta que la olla a presión que es un reactor saltó por los aires y, como no había edificio de contención, el contenido del caldo acabó en la atmósfera.

Si habéis llegado hasta aquí, es que algo os interesa el tema y lo que voy a decir lo sabéis de sobra, pero por si acaso lo reitero, porque aún hay quien se confunde: en Chernobyl no hubo una explosión nuclear. No se puede dar en un reactor nuclear, porque trabaja con enriquecimientos muy bajos. Sencillamente lo que ocurrió es que por efecto de la presión (pusieron la cocina a tope) reventó una enorme Magefesa, volcando su contenido por media Europa del Este.

Pero ahora estábamos hablando de los MSR.

Una última consideración. A diferencia de los BWR y PWR convencionales, que trabajan con agua ligera (es decir, agua corriente y moliente), un MSR trabaja a presiones próximas a la atmosférica (y temperaturas mucho más altas, lo cual es muy conveniente a la hora de cederle el calor al fluido que moverá la turbina). En un PWR se trabaja a 170atm, así que cualquier fallo en la presurización de la vasija o de los conductos implica una fuga de vapor de agua, tritio… Con un MSR, un problema menos de diseño, que simplifica y abarata considerablemente el diseño (aunque se gana otro, y es el ataque químico de los fluoruros al material de la vasija y conductos).

Y punto extra: una de las cosas que los investigadores chinos tienen pensado experimentar es sustituir el líquido del secundario y, en vez de agua para que el vapor mueva la turbina, usar CO2 supercrítico. Y esto no tiene nada que ver con física nuclear. Esto es teoría de turbomáquinas pura y dura, en la mejor tradición ingenieril. Muy, muy interesante.

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Entrada dedicada a toda la escoria magufa antinuclear que, con sus histerismos y patochadas, ha conseguido dejar a Europa, con las honrosas excepciones de Rusia y Francia, fuera de la primera línea de la investigación nuclear (las investigaciones con MSR se cerraron en los años ’80). En no poca medida, el exceso de CO2 en la atmósfera es debido a la demonización de la energía nuclear en «Occidente», lo cual frenó su desarrollo. Quién sabe dónde podríamos estar ahora si no hubiera decaído el ritmo de desarrollo de las tecnologías de fisión debido al alarmismo de analfabetos científicos con el cartelito de ecologista.

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