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Este nuevo combustible podría hacer que la energía nuclear sea más segura y barata
Con 65 reactores en construcción en todo el mundo y otros 173 planificados, la industria de la energía nuclear apuesta a que su tan esperado renacimiento está cerca. Pero hacer que las centrales nucleares nuevas y existentes sean más económicas sigue siendo el mayor desafío.
Una forma de ayudar a enfrentar el desafío es hacer que las barras de combustible de los reactores sean más seguras y eficientes. Puente de luz , una compañía en Reston, Virginia, que ha estado trabajando en nuevas tecnologías de combustible durante un cuarto de siglo, ha presentado un combustible metálico para reactores nucleares que dice que hará precisamente eso.
Las barras de combustible fabricadas por Lightbridge difieren de las actuales en varios aspectos. En lugar de un óxido cerámico de uranio, están hechos de una aleación de uranio y circonio que transporta el calor más fácilmente. Y en lugar de un tubo que contiene gránulos de uranio cilíndricos, cada uno es una sola pieza de metal, con surcos como un trozo de regaliz y en espiral en una hélice. Esta forma permite que fluya más agua a través de la superficie de la barra, transfiriendo más calor y aumentando así la generación de electricidad. El área de superficie más grande también aumenta el margen de seguridad del núcleo del reactor, lo que permite que las varillas sostengan reacciones nucleares a temperaturas mucho más bajas: su temperatura interna durante la operación es de alrededor de 360 ° C, casi 900 grados más frío que las varillas convencionales.
Formadas de una aleación de metal sólido, las nuevas barras de combustible de Lightbridge podrían hacer que las plantas nucleares existentes sean más seguras y económicas.
El resultado, dice el CEO de Lightbridge, Seth Grae, es un reactor más potente, seguro y rentable que puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en los próximos años. Las energías renovables por sí solas no nos llevarán allí desde aquí en términos de cumplir con nuestros objetivos climáticos a tiempo, dice Grae. Los nuevos tipos de reactores no nos llevarán allí a tiempo. El mayor uso de los reactores actuales y los nuevos reactores [convencionales] es un componente necesario de cualquier camino exitoso para cumplir con los objetivos climáticos.
A principios de este año Lightbridge acordó trabajar con el gigante nuclear francés Areva para comercializar las nuevas barras de combustible, que podrían instalarse en reactores existentes y recién construidos a partir de 2020, dice Grae. La tecnología podría aumentar la potencia de los reactores existentes en un 10 por ciento y extender el tiempo de operación entre recargas de combustible (un indicador económico clave para las plantas nucleares) de 18 a 24 meses. Reemplazar las varillas convencionales en un reactor existente agregaría $60 millones en ingresos anuales para un reactor de 1.100 megavatios, dice la compañía.
El nuevo combustible es una gran mejora con respecto al combustible de óxido convencional para reactores [convencionales], dice Per Peterson, profesor de ingeniería nuclear en la Universidad de California, Berkeley, quien encabeza un equipo que desarrolla un diseño de reactor avanzado . La capacidad del combustible Lightbridge para funcionar a una temperatura mucho más baja que el combustible de óxido convencional tiene importantes beneficios de seguridad.
Sin embargo, la cuestión de la seguridad es complicada, según Ian Scott, cofundador de Energía Moltex , una empresa con sede en el Reino Unido que está desarrollando un reactor avanzado de combustible líquido. La alta capacidad de transferencia de calor del combustible sólido significa que las barras se enfriarían más rápido en caso de una pérdida temporal de refrigerante. Pero el punto de fusión de las varillas Lightbridge es mucho más bajo que el del combustible de óxido de uranio, lo que significa que en un accidente total al estilo de Fukushima, el desastre podría ocurrir mucho antes.
Hay un gran impulso en este momento para crear combustibles 'tolerantes a los accidentes' para reactores [convencionales], dice Scott. Estos son combustibles que son más tolerante a temperaturas muy altas en un accidente 'más allá de la base de diseño' que el óxido de uranio. El combustible Lightbridge va en la dirección opuesta.
Queda por ver cómo exactamente los reguladores de la Comisión Reguladora Nuclear verán la seguridad y los beneficios económicos del nuevo combustible. Pero no hay duda de que los reactores existentes y los de diseño convencional recién construidos están maduros para una tecnología de combustible innovadora.
El uso de este combustible en nuevas construcciones ayudará a mejorar la economía nuclear, lo que será muy útil para la industria en su conjunto, dice Leslie Dewan, cofundadora de Energía transatómica , que está trabajando en el diseño de un reactor avanzado de combustible líquido. Creo que la mayor incógnita es la cantidad de tiempo que llevará certificar el nuevo combustible.