¿Fusión o fisión? ¿Por qué no ambas simultáneamente?

Leyendo este artículo en DailyTech me entero de un nuevo tipo de reactor ideado por los físicos de la Universidad de Texas en Austin. En el artículo, Swadesh Majan un científico veterano del Instituto para el Estudio de la Fusión (IFS) y del Departamento de Física de la citada universidad, sostiene que: “la mayoría de las personas citan a los residuos nucleares como la principal razón para oponerse a la fisión nuclear”. Supongo que todos vosotros estaréis de acuerdo en eso.

La idea de este físico es unir un reactor experimental de fusión tipo tokamak a una viejas central de fisión “de toda la vida” y usar el primero para destruir los temibles subproductos del segundo. Todos sabemos que el problema de los reactores de fusión actuales es que aún no son rentables económicamente en la generación de electricidad (gastan más energía de la que producen), pero como en este caso su función no es la de generar sino la de “triturar residuos” y tienen al lado a un reactor de fisión capaz de alimentar sus necesidades energéticas, pues asunto arreglado. ¡La pareja perfecta!

Para ser un poco más específico el tokamak no triturará (esto ha sido una licencia poética) sino que aprovechará los neutrones producidos en su reacción de fusión para romper los residuos nucleares resultantes del proceso de fisión del reactor tradicional.

Según Mike Kotschenreuther, otro investigador veterano participante en el nuevo diseño: “hemos creado una forma de usar la fusión para destruir de forma relativamente barata los residuos de la fisión nuclear. Creemos que nuestro sistema de destrucción de residuos ayudará a la industria nuclear a convertirse en una fuente energética libre de emisiones de CO2, y por tanto ayudará a combatir el calentamiento global”.

Lo bueno de este invento es que permitirá que las viejas centrales de “reactores de agua ligera” – o LWR – que aún siguen en operación (y que son incapaces de reprocesar sus residuos más peligrosos como hacen las modernas) puedan seguir rindiendo. En los reactores LWR solo se destruye el 75% de los residuos, pero los más tóxicos quedan atrás en forma de fango. Almacenar estos residuos resulta algo muy caro y realmente poco seguro, pero si comenzasen a incorporarse estos tokamaks con forma de botella magnética, se podría reprocesar hasta el 99% del total de los residuos.

El artículo da pocos detalles técnicos del nuevo dispositivo, únicamente dicen que el “invento clave” que lo ha hecho posible es el Super Derivador X, del que dicen que es un dispositivo que permite que el reactor soporte el calor y los flujos de partículas propias de su compacto diseño, permitiendo la producción eficiente de neutrones con los que reprocesar los residuos. Este tipo de tecnología es relativamente nueva y hasta el momento solo se ha instalado en el tokamak MAST del Reino Unido, y en los reactores de fusión DIIID de General Atomics y NSTX de la Univesidad de Princeton.

Lo bueno es que basta con instalar uno de estos reactores híbridos para que su “triturador por fusión” pueda hacerse cargo de los residuos de entre 10 y 15 viejos reactores LWR cercanos, convirtiéndolos de hecho en no radioactivos. Suena realmente bien… de hecho el artículo sostiene que si se consigue, los reactores nucleares serían menos radioactivos incluso que las centrales térmicas de carbón, ya que aunque suene extraño, las térmicas también emiten isótopos ligeramente radioactivos.

Si todo va bien – según afirma el profesor Majan – el nuevo diseño debería estar listo para su instalación en unos pocos años. No es que sea la solución definitiva, pero puede ser la tecnología puente perfecta para enfrentarnos ya a los problemas medioambientales y dar tiempo a que los físicos consigan eliminar los impedimentos técnicos que retrasan el desarrollo de la fusión nuclear.

Referencia en prensa especializada: Fusion Engineering and Design.

13 Comentarios

  1. 1 Daniel Daniel 29 Ene 2009 0 (0 Votos)

    hace un tiempo veo esta página, sencillamente genial, y felicitaciones por actualizar tan seguido, eso se agradece en la comunidad procastinadora, jejeje.

    El invento de los reactores parece sencillo, como no se les ocurrió antes?, ahí estaría la solución definitiva para implementar centrales nucleares “limpias”.

    Saludos desde Chile.

  2. 2 Defero Defero 29 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Dice ese señor que “nuestro sistema de destrucción de residuos ayudará a la industria nuclear a convertirse en una fuente energética libre de emisiones de CO2″, y yo me pregunto, ¿qué tiene que ver la destrucción de residuos nucleares con las emisiones de CO2? Esta noticia no habla en ningún lado de la reducción de emisiones de CO2 en centrales nucleares.

    Y ya fuera de tema, un consejo, Maik: al escribir el artículo, justo antes de enviarlo, asegúrate de que el nombre de la URL no tiene caracteres “raros” como interrogaciones y exclamaciones. Te lo digo porque te leo a través de RSS mediante Akregator, y cuando pulso en el enlace para entrar a comentar, me da error porque no encuentra la dirección. La culpa es de las interrogaciones. Si usas la última versión de WordPress, para poder cambiar el nombre usado en la URL, pulsa arriba a la derecha en “opciones de pantalla”, marca la casilla “nombre para URL”, y en la nueva casilla que habrá aparecido al final del artículo, elimina exclamaciones, interrogaciones, tildes, eñes y demás, y guarda el artículo.

  3. 3 Cabezón Cabezón 29 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Respondo a Defero: Los reactores nucleares producen energía sin emitir CO2, esa es su gran ventaja. Tienen otros inconvenientes, como es el tema de la seguridad y, sobre todo, qué hacer con los residuos?
    Francamente, me gusta esta idea y espero que llegue a funcionar. No soy partidario de los rectores de fisión, pero con este sistema podría cambiar de idea ;-)

  4. 4 FunFrock FunFrock 29 Ene 2009 0 (0 Votos)

    A ver si en Partiendo de Cero, a petición mía, consiguen entrevistar a algún tecnico o cientifico especialista en Fusión Nuclear, que tengo ganas de saber de mano de expertos

  5. 5 julian julian 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    pues, ojala fuera en realida viable, aunque suena demasiado bello para ser cierto.

  6. 6 Ed Hunter Ed Hunter 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Lamentablemente la fisión nuclear tiene otros problemas de difícil solución aparte de los residuos.

    Varios problemas de la energía de fusión son económicos, ya que la inversión inicial, que ahora aumentaría gracias al nuevo tokamak asociado a la central, y los costes de mantenimiento hacen muy difícil la rentabilidad. De hecho en España se paga en el recibo de la luz un “canon” extra para pagar las centrales nucleares.

    Además tenemos el problema de que el combustible de las centrales de fisión es finito, de hecho es muy escaso, y si se generalizase la producción de electricidad mediante fusión nuclear, se nos acabaría el uranio (los isotopos utilizables, U235 y U238) antes incluso que el petróleo. Tampoco finalizaría la dependencia energética del exterior, ya que tendríamos que importar uranio y/o torio.

  7. 7 panzer panzer 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Decir que se están acabandon las reservas de uranio y el torio es la mayor bobada que suelen argumentar los antinucleares una y otra vez.

    Con reactores tipo breeder o, por ejemplo, reactores tipo MSR refrigerado por sales fundidas, las reservas, para una producción energética equivalente al total mundial (incluyendo la producida por combustibles fósiles), alcanzarian para miles de años. Solo las reservas convencionales conocidas de torio son el triple de las de uranio y, ademas, situadas en paises con regimenes politicos estables.

    Además este tipo de reactores térmicos (ya probados experimentalmente y algunos en funcionamiento y conectados a la red durante decenios) consumen casi todo el combustible, y los residuos son sensiblemente menores a los producidos por los LWR.

    Lo triste del problema es que, al final, todos pagaremos la demagogia de los grupos ecologistas.

  8. 8 Milú el Bárbaro Milú el Bárbaro 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Guau

    100% deacuerdo con esta frase de Panzer: “Lo triste del problema es que, al final, todos pagaremos la demagogia de los grupos ecologistas.”

    (Y hablo con cierta idea, que estoy estudiando para ser… mmm… ecozoologo :P)

  9. 9 indarki indarki 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    El uso de bombardeo de neutrones para eliminación de residuos radiactivos no es algo novedoso. Lo propuso Carlo Rubbia con su “Amplificador de Energía” (colocialmente se le llamaba Rubbiaton). La idea era sencilla, se producen neutrones acelerados (hay otras formas de acerlo, no sólo con fusión) con los que se bombardean los residuos acelerando su desintegración y extrayendo nueva energía. Lo ideal es que se consuma menos energía para el bombardeo de la que se obtiene con la desintegración. Y lo importante es que se reduce el periodo de semidesintegración de los residuos de miles de años a “sólo” cientos de años.

    Se montón una instalación de investigación en Zaragoza pero al final se fue al garete. (¿Problemas económicos? ¿falta de apoyo político? ¿problemas tecnológicos? No lo sé)

    Lo novedoso de esta mezcla fusión-fisión es que pretendan utilizar la fusión para la producción de neutrones. En este sentido, estaríamos hablando de tres instalaciones:
    – la de fisión, que genera energía y que produce residuos
    – la de fusión, que producirá los neutrones (personalmente, y sin ser muy entendido, me parece matar moscas a cañonazos)
    – la de tratamiento de residuos, que reducirá su peligrosidad e intentará obtener energía.

    El problema… que para tener operativo comercialmente el amplificador de energía hay que investigar bastante más (y creo que es un proyecto bastante parado) y que para tener fusión en condiciones se necesitan varias décadas…

    Así que la idea suena interesante, pero eso de que “el nuevo diseño debería estar listo para su instalación en unos pocos años” me parece exageradísimo. Quizás un diseño conceptual, más o menos detallado, pero queda muchísimo para que se pueda hablar de ver una de estas plantas en funcionamiento, aunque sea a nivel experimental.

  10. 10 Ed Hunter Ed Hunter 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Yo no me he inventado el dato de las reservas de uranio, lo he visto en la Wikipedia, dónde mencionan que según el Libro Rojo de la Agencia de la Energía Nuclear de la OCDE quedaba U235 para unas pocas décadas manteniendo el nivel de consumo actual. Si este dato es cierto o no, si la cita es auténtica o no, si la OCDE es de Greenpeace… pues ni idea. En cuanto a la disponibilidad del torio, culpa mía, no tengo ninguna información respecto a la disponibilidad y he presupuesto que en orden de magnitud no sería muy superior, suposición que parece desacertada.

    Pero sigue siendo cierto que las centrales nucleares no son rentables por si misma, necesitan subvención pública para su mantenimiento, y personalmente prefiero que se invierta el dinero público en otras tecnologías energéticas, pero esto es una decisión política, no técnica.

    En cualquier caso, el añadir el tokamak elimina el problema de los residuos (algo que encarece notablemente la energía nuclear) a cambio de bajar su eficacia energética, ya que la energía suministrada al tokamak no será suministrada a la red eléctrica, lo que le hará bajar otra ver rentabilidad económica.

    En niveles económicos al final dependerá de cuanto supone el coste actual de la gestión de los residuos para ver si compensa los nuevos gastos (la instalación del tokamak, la perdida de energía, etc.) para ver si vale la pena invertir en nuevas centrales híbridas o mejor invertimos en otras fuentes energéticas, aunque ecológicamente lo que si parece claro es que las centrales actuales si que deberían ser “actualizadas” para usar el tokamak para que dejen de generar residuos peligrosos y/o crear un (unos cuantos, más bien) tokamak especialmente diseñado para destruir los residuos actualmente almacenados.

    Quiero dejar claro que no soy un fanático ecologista radical, pero es que la tecnología nuclear de fisión no me convence por si misma, y no creo que por ponerle unos parches vaya a ser la solución a nuestros problemas energéticos. Entre otras cosas, porque no lo ha sido en los últimos 50 años y no creo que únicamente se deba a que “quemar bichos muertos” (entendiendo como bicho cualquier ser vivo) sea más barato.

  11. 11 panzer panzer 30 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Algunas precisiones a lo dicho por Ed Hunter:

    Primero, no se puede hablar de reservas de U235 puesto que no se éste no se encuentra libre en la naturaleza. El que se encuentra libre es el U238.

    Segundo, yo había hablado solamente de reservas convencionales (si te vas a la página del foro nuclear lo podrás consultar) que se estiman en 4,5 millones de Tm (hablo de memoria). Pero, si hablamos de reservas no convencionales, sólo de los fosfatos del Sahara marroquí se pueden extraer el equivalente a 6 millones de Tm. Te había comentado que las reservas de torio triplican a las de uranio, y ello, sin tener en cuenta las reservas chinas, rusas y las de Europa Central y del Este.

    Tercero, lo de que las centrales nucleares no son rentables no tienes más que consultar precios Kw/h producido y observarás que es de las más baratas, por no decir la más barata. Lo de que está subvencionada se lo debemos al Sr, Felipe González que en el año 1984 promulgó una moratoria que, aun hoy, las consecuencias de tal error político no lo están repercutiendo en el recibo de la luz.

    Cuarto, lo que hoy son residuos, mañana se puede convertir en combustible con la puesta en funcionamiento de nuevas tecnologías. Ya he hablado de la GEN IV.

    Quinto, creo que la solución está en acortar los plazos de puesta a punto de las GEN IV volcándose en dirigir los recursos necesarios para ello, en especial los reactores térmicos MSR y los refrigerados por helio. Estos reactores funcionan a altas temperaturas que se pueden utilizar para obtener H2 o desalar agua del mar y a costes muy bajos; los MSR pueden modelizarse desde 100 MW de potencia a 1200 MW, pudiéndose producir en serie los más pequeños y, con ello, abaratar sensiblemente su coste de construcción.

    Y sexto, creo en la solución anterior porque la fusión nuclear es una tecnología para muy largo plazo (probablemente para el próximo siglo), al igual que la mayoría de las renovables (a excepción de la eólica), desgraciadamente.

  12. 12 Defero Defero 31 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Re-respondo a Cabezón: Creo que no has entendido mi objeción al texto citado. Dices que “los reactores nucleares producen energía sin emitir CO2, esa es su gran ventaja”, cosa que no niego. Lo que yo digo es, ¿acaso no tenían esa misma ventaja los antiguos reactores de fisión? Entonces, ¿qué aporta esta nueva tecnología en relación a la reducción de CO2? Es decir, la industria nuclear ya era una fuente energética libre de emisiones de CO2, así que no tiene sentido decir que “nuestro sistema de destrucción de residuos ayudará a la industria nuclear a convertirse en una fuente energética libre de emisiones de CO2?. Eso es como decir que el uso de bio-diésel en mi coche ayudará a reducir el nivel de emisiones de gominolas, ¡cuando resulta que mi coche jamás ha emitido gominolas! Ojalá…

  13. 13 Noxbru Noxbru 3 Feb 2009 0 (0 Votos)

    Hola, ¿Alguien tiene algo de información acerca de la planta de investigación de la que hablaba Indarki?

    Gracias de antemano

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