En una conferencia inte acional auspiciada por la Agencia Inte acional de Energía Atómica la semana pasada en París, Rusia y la India hablaron de grandes instalaciones de demostración que comenzarán a funcionar el próximo año, así como de nuevas instalaciones que aún están en fase de diseño. China, por su parte, describió una amplia iniciativa de I+D para que los reactores rápidos comprendan al menos una quinta parte de su capacidad nuclear en el año 2030.
Puesto que descomponen los componentes de mayor duración y más calientes de combustible gastado de los reactores de agua ligera, los reactores rápidos necesitarían solo el 2 por ciento del espacio requerido por un reactor convencional para almacenar el combustible gastado. Los reactores rápidos también reducirían el tiempo que los residuos deben permanecer almacenados, pasando de unos 300.000 años a solo 300. "¿Van a eliminar la necesidad de usar almacenes geológicos? No, pero sí reducirán la carga", señala Thierry Dujardin, en calidad de director general adjunto de la Agencia para la Energía Nuclear de la Organización para la Cooperación Económica y el Desarrollo, con sede en París
Sin embargo, a pesar de esta tentadora promesa, los peligros inherentes de los reactores rápidos de última generación actuales también tuvieron una gran presencia en las charlas de París, que concluyeron unos días antes del segundo aniversario del accidente de Fukushima en Japón. En la conferencia, Dujardin indicó que la seguridad del combustible y la prevención de accidentes graves deben ser "altas prioridades" para la investigación de reactores rápidos.
El problema de la mayoría de los reactores rápidos en construcción o desarrollo es el sodio fundido que enfría sus núcleos. El sodio fundido es altamente corrosivo y explota en contacto con el agua y el oxígeno. Sin embargo, resulta más peligroso el hecho de que el reactor rápido refrigerado por sodio (SFR, por sus siglas en inglés) muestre lo que los físicos denominan reactividad positiva. A diferencia de los reactores convencionales, que experimentan las más rápidas reacciones en cadena cuando funcionan a plena potencia, la reacción en cadena de un SFR es capaz de alcanzar una aceleración más alta que la que el equipo está diseñado para gestionar. Esto hace que este tipo de reactores tengan mayor riesgo de sufrir una reacción fuera de control, que podría causar una fusión del núcleo o un escape en la vasija de contención de acero.
Muchas presentaciones técnicas en la reunión de la semana pasada se centraron en la mejora de materiales y diseños, con el objetivo de proteger a los SFR frente a los accidentes más extremos que podamos imaginar. Sin embargo, también se presentaron con éxito otros diseños de núcleo alte ativos, y algunos países están apostando por probar dichas alte ativas. Una empresa de EE.UU., Transatomic Power, reveló recientemente diseños de un nuevo tipo de reactor de sales fundidas, que posee características de seguridad diferentes a las de un reactor refrigerado por metal de sodio fundido y debería ser compacto y barato de fabricar.
Este enfoque dual está incluido en el programa de reactor rápido de Rosatom, la corporación estatal nuclear de Rusia. Valery Rachkov, director científico del Instituto de Física e Ingeniería Energética Leipunski dentro de Rosatom, señala que Rusia necesita reactores rápidos para sostener su programa de energía nuclear. Los reactores de agua ligera en construcción en Rusia darán al país 10 gigavatios adicionales de capacidad nuclear para el año 2020, lo que supone un incremento del 42 por ciento, pero conseguir un mayor crecimiento será aún más difícil a menos que Rusia pueda gestionar su combustible gastado, asegura Rachkov.
Por ese motivo, la inversión de 2.500 millones de euros de Rosatom está dirigida no solo a la tecnología de reactores rápidos sino también a instalaciones para reciclar el combustible gastado en combustible para reactores rápidos. Rosatom ha estado gestionando su BN-600, un reactor rápido de 600 megavatios, desde 1980 en la central nuclear de Beloyarsk. Rosatom espera comenzar a gestionar una versión mejorada de 880 megavatios en Beloyarsk el próximo año. Esa cifra se acercaría al tamaño de 1.000 megavatios de algunos reactores nucleares comerciales.
Ivanovich Zagorulko, especialista en reactores rápidos en el Instituto Leipunski de Rosatom, afirma que el BN-600 solo experimentó fugas de sodio graves durante sus primeros cuatro años de funcionamiento. Y señala que un incidente de 1987, en el que partículas contaminantes acumuladas en el líquido refrigerante de sodio provocaron una aceleración de la reacción en cadena, se resolvió con un sistema de depuración mejorada y un mayor control del flujo de aire durante el mantenimiento para mantener alejados los contaminantes. Añade que el BN-800 ofrece nuevas mejoras de seguridad.
No obstante, Zagorulko indica que aún existe una "gran brecha" entre el diseño del BN-800 y los criterios inte acionales de seguridad que Rosatom tiene la intención de cumplir con un reactor rápido a escala comercial de 1.200 megavatios, el BN-1200, actualmente en fase de diseño. Sergey Shepelev, representante de Afrikantov OKBM, una subsidiaria de Rosatom, se negó a discutir el incidente del BN-600 en 1987 durante una sesión de panel abierto. Cuando se le hizo la pregunta tras la sesión, Shepelev aseguró que existían "muchas versiones" de los hechos y que no se sabía "cuál es correcta", aunque estaba seguro de que el BN-1200 poseía un diseño "absolutamente seguro".
Rosatom también está desarrollando otro reactor rápido enfriado con plomo fundido. El refrigerante de plomo es menos corrosivo que el sodio y químicamente inerte al agua y al aire. Nunca se ha usado en una planta de energía, aunque los reactores en los submarinos nucleares rusos se han enfriado durante muchos años con una aleación de plomo. El plan de Rosatom incluye una planta de demostración de 300 megavatios refrigerada con plomo en Beloyarsk para 2020.
Algunos países están más comprometidos con la tecnología existente de reactor rápido. Varios investigadores de la India discutieron apasionadamente sobre la seguridad de los reactores refrigerados por sodio en la reunión de París. La planta de demostración de SFR de 500 megavatios de Kalpakkam, en la India, está a punto de acabarse, y la Corporación India de Energía Nuclear, propiedad del estado, ha recibido luz verde para construir dos SFR adicionales de 500 megavatios en esa localización.
El uso de sistemas redundantes de seguridad pasiva podría ser una respuesta, según Narayanasamy Mahendran, ingeniero nuclear de la India. Los bucles de refrigeración de reserva, por ejemplo, utilizan únicamente la convección para extraer el calor del reactor y descargarlo en el aire por encima del edificio del reactor. Su planta tiene cuatro bucles de este tipo, con dos diseños distintos. Cualquiera de los dos deberían ser capaces de mantener un reactor fresco en caso de un apagón como el que se produjo en Fukushima. Del mismo modo, señala que las barras de control principales están suspendidas por electroimanes y por lo tanto pueden caer pasivamente por gravedad para apagar instantáneamente el reactor durante un apagón.
Otros investigadores europeos, japoneses y de EE.UU. en París hablaron sobre diversos avances de investigación a tener en cuenta, pero no sobre financiación para apoyar proyectos de demostración de gran tamaño. Para EE.UU., la atención se centra en la búsqueda de depósitos de almacenamiento de residuos provisionales y a largo plazo. "EE.UU. se centrará en la eliminación geológica por lo menos durante algunas décadas", asegura Peter Lyons, secretario adjunto de EE.UU. para la energía nuclear.
La ausencia de fondos en Japón y Europa se debe principalmente al corrosivo impacto de Fukushima. Francia es el único país de Europa con un programa de reactor bien financiado: un diseño de 650 millones de euros llamado Astrid, que incorpora algunos audaces componentes de próxima generación. Por ejemplo, unas bombas electromagnéticas de estado sólido mueven el refrigerante de sodio. Se espera que sean más eficaces y fiables que las bombas con piezas móviles.
Sin embargo, el futuro de Astrid depende de una revisión de la política energética francesa puesta en marcha el mes pasado y que todavía podría hacer que el país se alejara de la energía nuclear. Pierre Le Coz, gerente del proyecto en la Comisión de Energía Atómica de Francia, señala que si Francia comienza a alejarse de la energía nuclear en cinco años, cuando el diseño de Astrid esté maduro, probablemente no reciban la luz verde para su construcción.
El programa de reactores rápidos de Japón fue líder mundial en su día, pero actualmente se encuentra congelado, al igual que ocurre con todos los reactores nucleares de Japón, excepto dos. Los sucesivos primeros ministros japoneses tratan de redefinir la política energética de Japón a raíz del accidente de Fukushima. Cada uno de los representantes japoneses la semana pasada comenzó sus intervenciones con un recordatorio de las más de 100.000 personas que todavía están desplazadas de sus hogares, algunas de las cuales nunca volverán, y de las pesquerías y bosques de gran tamaño que siguen contaminados.
Pusieron el mismo interés al hablar del impacto del accidente en las iniciativas de sus colegas para hacer avanzar la energía nuclear. Tal y como señaló Shunsuke Kondo, presidente de la Comisión de Energía Atómica de Japón, durante su intervención, "El hecho de que este accidente haya generado preocupación en todo el mundo acerca de la seguridad de la generación de energía nuclear es algo que Japón toma con gran seriedad".