Con 65 reactores nuevos en fase de construcción en todo el mundo y otros 173 planificados, la industria de la energía nuclear se acerca a su tan esperado renacimiento. Pero aumentar la rentabilidad de las plantas nucleares nuevas y existentes sigue siendo su mayor reto.

Una manera de abordarlo es mejorar la seguridad y la eficiencia de las barras de combustible. Lightbridge, una empresa de Virginia (EEUU) que lleva un cuarto de siglo dedicada a las nuevas tecnologías de combustible, ha desvelado un combustible metálico para los reactores nucleares que hará justo eso.

Las barras de combustible producidas por Lightbridge son distintas de las actuales por varias razones. En lugar de óxido cerámico de uranio, están hechas de una aleación de uranio y circonio que transporta el calor con mayor facilidad. Y en lugar de un tubo que contenga pastillas cilíndricas de uranio, las barras están formadas de una única pieza de metal, estríada como un regaliz, y dispuesta en espiral. Esta forma permite que más agua fluya alrededor de la superficie de las barras, transfiriendo más calor y aumentando así la generación de electricidad. El aumento de la superficie también aumenta el margen de seguridad del núcleo del reactor, permitiendo que las barras mantengan reacciones nucleares a temperaturas mucho más bajas: su temperatura interna durante la operación alcanza unos 360 °C, casi 900 grados menos que las barras convencionales.

Foto: Formadas de una aleación metálica sólida, las nuevas barras de combustible de Lightbridge podrían hacer que las plantas nucleares sean más seguras y rentables. Crédito: Lightbridge.

El resultado, según afirma el CEO de Lightbridge, Seth Grae, es un reactor más potente, seguro y rentable que podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero dentro de los próximos años. El responsable asegura: "Las renovables por sí solas no nos van a llevar a alcanzar nuestros objetivos climáticos a tiempo", y continúa: "Nuevos tipos de reactores no nos harán llegar a tiempo. El uso incrementado de los reactores actuales y de los nuevos reactores [convencionales] es un componente básico en cualquier camino para cumplir los objetivos climáticos".

Este año Lightbridge acordó colaborar con el gigante nuclear francés Areva en la comercialización de las nuevas barras de combustible, que podrían ser instaladas en reactores existentes y nuevos ya en 2020, cuenta Grae. La tecnología podría aumentar la potencia de los reactores existentes hasta un 10% mientras prolongue el tiempo de operación entre repostajes (un indicador económico clave para las plantas nucleares) desde los 18 meses hasta los 24. Reemplazar las barras convencionales de un reactor existente generaría unos 60 millones de dólares (unos 53 millones de euros) en ingresos anuales adicionales en el caso de un reactor de 1.100 megavatios, según la empresa.

El nuevo combustible representa "una importante mejora respecto al combustible convencional", afirma el profesor de ingeniería nuclear de la Universidad de California en Berkeley (EEUU), Per Peterson, que lidera un equipo que desarrolla un diseño de reactor avanzado. "La capacidad del combustible de Lightbridge de operar a temperaturas mucho más bajas que el combustible de óxido convencional presenta importantes beneficios de seguridad".

La cuestión de la seguridad, sin embargo, es compleja, según el cofundador de Moltex Energy, Ian Scott. Su empresa, con sede en Reino Unido, está desarrollando un reactor avanzado de combustible líquido. La alta capacidad de transferencia de calor del combustible sólido significa que las barras se enfriarán antes en caso de una pérdida temporal de refrigerante. Pero el punto de fusión de las barras de Lightbridge es mucho más bajo que el del combustible de óxido de uranio, lo que implica que en caso de un accidente del estilo de Fukushima (Japón), el desastre se podría producir mucho antes.

"Existe un gran impulso para crear combustibles 'tolerantes a los accidentes' para los reactores", explica Scott. "Estos combustibles deben ser más tolerantes a unas temperaturas muy altas durante un accidente del tipo 'más allá de las bases del diseño' que el óxido de uranio. El combustible de Lightbridge se desplaza en la dirección contraria", añade.

Queda por ver exactamente qué opinión suscitarán los beneficios de seguridad y económicos del nuevo combustible por parte de la Comisión Reguladora Nuclear, pero no hay duda de que los reactores existentes y los nuevos están necesitados de una innovadora tecnología de combustible.

"Emplear este combustible en reactores nuevos ayudará a mejorar la economía de la energía nuclear, lo cuál ayudará bastante a la industria al completo", afirma la cofundadora de Transatomic Power, Leslie Dewan, que está elaborando un diseño para un avanzado reactor de combustible líquido. Dewan concluye: "Creo que la mayor incógnita es cuánto tiempo llevará certificar el nuevo combustible".