¿Y si pudiéramos construir un reactor nuclear que costase la mitad, consumiera residuos nucleares y nunca sufriera una fusión del núcleo?
La industria de la energía nuclear tiene fama de resistirse a los cambios innovadores. Pero Leslie Dewan y un colega se atrevieron a inventar un nuevo tipo de reactor nuclear. “Nos sentíamos en la cima del mundo. Acabábamos de aprobar los exámenes de calificación para el doctorado”, cuenta. “Pensamos: ‘Estamos en el momento más inteligente de nuestras vidas. Podemos hacer cualquier cosa. Cambiemos el mundo con la energía nuclear.’” Dos años después, había diseñado un reactor que resuelve los principales problemas a los que se enfrenta la energía nuclear. Para comercializarlo, cofundó una startup llamada Transatomic Power.
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Número de reactores nucleares en funcionamiento en todo el mundo
Durante décadas, la industria nuclear ha construido casi exclusivamente un tipo de reactor, conocido como reactor de agua ligera. Esa tecnología presenta problemas importantes, ya que utiliza agua común para enfriar las barras de combustible donde se produce la reacción nuclear. Requiere costosos sistemas de seguridad para evitar una fusión del núcleo que libere radiación si las barras de combustible se sobrecalientan; además, produce residuos que son peligrosos durante 100.000 años. Dewan y otro estudiante de posgrado, Mark Massie, diseñaron una alternativa basada en los reactores de sal fundida, originalmente propuestos en los años 50 como una forma de propulsar aviones. Aunque los aviones nucleares nunca se hicieron realidad, el diseño del reactor presenta varias ventajas clave. Por un lado, se puede modificar fácilmente para que, en lugar de generar grandes cantidades de residuos, reutilice gran parte del material nuclear gastado como combustible.
También es mucho más seguro que los reactores de agua ligera, que requieren una fuente constante de electricidad para bombear agua fría y evitar reacciones nucleares incontroladas que lleven a una fusión del núcleo. En los reactores de sal fundida, la propia sal actúa como refrigerante; está mezclada con los materiales nucleares, por lo que las reacciones ocurren directamente en el líquido. El calor de esas reacciones mantiene la sal en estado fundido. Un tapón en la parte inferior del recipiente del reactor, hecho del mismo tipo de sal y mantenido sólido mediante refrigeración, se derrite si se pierde el suministro eléctrico de la planta, lo que permite que el contenido del reactor se drene en un gran depósito de contención, donde se dispersa y las reacciones nucleares en cadena se reducen casi por completo. El material nuclear y la sal fundida se enfrían y solidifican, sin riesgo de fusión del núcleo.
Sin embargo, la tecnología tenía un problema evidente: los reactores eran grandes y, por tanto, caros para la cantidad de energía que generaban. Dewan encontró una solución. “Nos dimos cuenta de que, con algunos cambios relativamente modestos en los reactores de sal fundida, podíamos hacerlos mucho más densos en potencia y, por tanto, mucho más baratos”, dice. Introdujo nuevos materiales y una nueva forma que le permitieron aumentar la producción de energía en un factor de 30. Como resultado, el reactor es ahora tan compacto que una versión lo bastante grande para una central eléctrica puede fabricarse en una fábrica y transportarse por ferrocarril hasta el lugar de instalación, lo cual es potencialmente más económico que la práctica actual de construir los reactores in situ.
El reactor también aprovecha de forma más eficiente la energía del combustible nuclear. Puede consumir alrededor de una tonelada de residuos nucleares al año, dejando solo cuatro kilogramos de desechos. El nombre que Dewan le dio a esta tecnología: Reactor de Sal Fundida Aniquilador de Residuos.
Por ahora, el diseño existe como un documento de 180 páginas, simulaciones por ordenador y solicitudes de patente. Dewan ha diseñado cinco experimentos, cada uno de los cuales costará alrededor de un millón de dólares, para demostrar aspectos clave del diseño. Si esos van bien, todavía le quedará una década o más de pruebas adicionales y certificaciones federales en EE. UU., que podrían costar cientos de millones de dólares. Y sugiere que el futuro de la nueva tecnología nuclear podría no estar en Estados Unidos. Señala en particular a China, que está invirtiendo mucho más en nuevos diseños de reactores y en la construcción de centrales nucleares.
Pero aunque será un camino largo e incierto hacia la comercialización de la tecnología, Dewan se siente impulsada por lo que está en juego. Forma parte de una nueva generación de jóvenes investigadores que ven la energía nuclear como una de las mejores esperanzas para evitar un cambio climático catastrófico. Dewan pensaba inicialmente en la energía solar y eólica como formas de reducir las emisiones de dióxido de carbono, pero “entonces miré los números”, dice. “Me di cuenta de que la energía nuclear es la mejor fuente de energía baja en carbono disponible y escalable.”
