REACTORES REPRODUCTORES

El ciclo de combustible nuclear, que comprende todas las fases del proceso desde la extracción de mineral de uranio hasta la gestión definitiva de los residuos generados por las centrales nucleares, es uno de los pilares fundamentales de la tecnología nuclear.

Como tal, la investigación y el desarrollo tecnológico en el sector deben trabajar para optimizar, sin comprometer los fundamentos de seguridad y protección radiológica de las personas y el medioambiente, cada una de las etapas que componen el período de vida industrial de este mineral.

 

No es casualidad que, habitualmente, se hable del uranio como combustible estándar de los reactores nucleares, puesto que se trata de un recurso extremadamente denso desde el punto de vista energético: con tan sólo una pastilla de dióxido de uranio (UO2) enriquecido al 5% se puede extraer la misma cantidad de energía que con 1 tonelada de carbón, 565 litros de petróleo o 480 m3 de gas natural.

Sin embargo, estos valores tan sólo corresponden al 1% de toda la energía que, teóricamente, se puede extraer del Uranio, ya que los reactores españoles, moderados y refrigerados con agua ligera, no son capaces de elevar el grado de quemado del combustible (convencionalmente, la relación de energía térmica obtenida en el reactor por tonelada de uranio) para alargar los ciclos de operación más allá de los 24 meses.

Esta barrera de diseño constituye una de las vías de desarrollo de la tecnología nuclear.

Los llamados reactores reproductores, aquellos que durante su operación inducen reacciones de captura neutrónica en determinados isótopos presentes en el combustible, como el U-238 o el Th-232, produciendo cantidades significativas de nuevo material físil, son capaces de extraer un gran porcentaje de energía a partir del uranio presente inicialmente en el núcleo.

 

Llegados a este punto, cabe preguntarse ¿cómo puede ser que, siendo más eficientes, este tipo de reactores no se haya implantado mayoritariamente en el mercado?

Si bien es cierto que ya existen reactores reproductores comerciales en funcionamiento, el desarrollo histórico de la industria nuclear se centró en los reactores de agua ligera (LWR), fundamentalmente por el hecho de que, generalmente, los reactores reproductores planteaban un riesgo mayor de proliferación de armas nucleares.

No obstante, dado que todos los programas de armamento nuclear conocidos hasta ahora han empleado otras vías para obtener plutonio y que hay diseños de reactores reproductores que limitan la producción de plutonio durante su operación (produciendo al mismo tiempo diferentes isótopos de este elemento, haciéndolo inservible para su uso militar), existe actualmente un renovado interés comercial en estos diseños.

 

Ahora bien, al introducir este artículo se ha destacado la necesidad de cualquier innovación respecto al ciclo de combustible nuclear debe implantarse, no sólo atendiendo a la posibilidad de rentabilizar la tecnología, sino siendo respetuosa con las personas y el medioambiente.

Es aquí donde se encuentra la otra gran virtud de los reactores reproductores, puesto que este tipo de reactores, al aprovechar el nuevo material físil inducido en el reactor, conlleva que la composición final del combustible irradiado en ellos sea, fundamentalmente, de productos de fisión, con una vida media máxima de unos 30 años.

De esta forma, los reactores reproductores, al limitar la presencia de actínidos en el combustible nuclear irradiado, reducen el elevado nivel de actividad de los residuos radiactivos y, por tanto, disminuyen el tiempo que estos deben ser vigilados, desde un punto de vista radiológico.

 

En conclusión, no parece arriesgado afirmar que estos reactores, una vez alcancen la madurez tecnológica y su implantación sea una realidad, contribuirán a optimizar tanto la eficiencia energética de las centrales nucleares, como la gestión final de los residuos radiactivos de alta actividad, permitiendo que, por fin, el ciclo del combustible nuclear pueda ser realmente cerrado.

Josep Rey Cases

Miembro de Jóvenes Nucleares

28 de junio de 2017