Anonim

Reportaje: Pequeños reactores nucleares modulares: ¿el futuro de la energía?

Característica del medio ambiente

David Szondy

17 de febrero de 2012

8 fotos

Gizmag analiza en profundidad los pequeños reactores nucleares modulares y se pregunta si son la clave para resolver los desafíos de energía y desechos nucleares del mundo (Foto: Shutterstock)

Este año es histórico para la energía nuclear, ya que los primeros reactores obtuvieron la aprobación del gobierno de los EE. UU. Para la construcción desde 1978. Algunos han visto la iluminación verde de dos reactores Westinghouse AP1000 que se construirán en Georgia como el comienzo de una reactivación de la energía nuclear en el Oeste, pero esto puede ser un falso amanecer debido a los problemas que afectan a los reactores convencionales. Puede ser que cuando se produzca un nuevo auge en la energía nuclear, no sea liderado por instalaciones gigantes de gigavatios, sino por baterías de pequeños reactores modulares (SMR) con principios muy diferentes a los de generaciones anteriores. Pero a pesar de ser una tecnología de gran diversidad y potencial, muchos obstáculos se interponen en su camino. Gizmag analiza en profundidad las múltiples formas de SMR, sus ventajas y los desafíos que deben superar.

A nivel mundial, existe una creciente demanda de electricidad que es barata, confiable y abundante. También existe una creciente necesidad de encontrar fuentes de energía que no dependan de hacer negocios con naciones hostiles o inestables. Al mismo tiempo, las recientes preocupaciones sobre el calentamiento global han hecho que muchos gobiernos se comprometan a sus naciones a reducir la cantidad de dióxido de carbono que generan y las nuevas regulaciones ambientales más estrictas amenazan con cerrar las plantas que funcionan con carbón en toda Europa y los Estados Unidos. La esperanza era que las inversiones masivas en tecnologías alternativas como la energía solar y eólica compensaran este recorte en la capacidad de generación, pero la ineficiencia y la naturaleza intermitente de estas tecnologías dejaron en claro que algo con la capacidad y confiabilidad de las plantas de carbón y gas natural era necesario. Nuclear, en otras palabras.

El problema es que la energía nuclear es la patata caliente política proverbial, incluso en los primeros días cuando la nueva fuente de energía explotó en la escena mundial. La tremenda cantidad de energía encerrada en el átomo mantenía la promesa de un futuro como el de una Noches Árabes tecnológicas. Sería un mundo donde la electricidad era demasiado barata para medir, los desiertos florecerían, los barcos rodearían la Tierra con un montón de combustible del tamaño de una pelota de béisbol, los aviones volarían durante meses sin aterrizar, los enfermos se curarían e incluso los coches ser atomizado Pero aunque la energía nuclear produjo cambios increíbles en nuestro mundo, en su función principal, la generación de electricidad para los hogares y la industria, terminó siendo un milagro menos y una forma más complicada de hervir el agua.

No solo complicado, sino caro y potencialmente peligroso. Aunque cientos de reactores fueron construidos en todo el mundo y algunos países, como Francia, generan la mayor parte de su electricidad a partir de ella, la energía nuclear ha enfrentado continuas preguntas sobre costos, seguridad, eliminación de desechos y proliferación. Ciento cuatro plantas nucleares proporcionan a los Estados Unidos el 20 por ciento del poder de la nación, pero desde 1978 no se había emitido un permiso de construcción sin que entraran en funcionamiento nuevos reactores desde 1996 y después del alboroto del movimiento ambiental después de los accidentes nucleares en Three Mile Island, Chernobyl y Fukushima, parecía poco probable que alguna vez se aprobara más, hasta ahora. Esta feroz oposición interna a la energía nuclear ha provocado que muchos gobiernos adopten una postura casi esquizofrénica con respecto al átomo.

Alemania, por ejemplo, decidió abandonar la energía nuclear completamente a favor de la energía alternativa, pero luego el severo invierno de 2011-12 se enfrió tanto que el Danubio se estaba congelando y Berlín tuvo que poner en servicio algunos de los reactores. Esta oposición también significa que muchos países occidentales tienen una escasez de ingenieros nucleares porque muchos lo ven como una industria moribunda en la que no vale la pena meterse. Esto es particularmente grave en los Estados Unidos y Gran Bretaña, ninguno de los cuales ha conservado la capacidad de construir los enormes recipientes de reactores y debe cederlos a los fabricantes extranjeros.

Peor aún, la energía nuclear sufre el auge del gas natural provocado por las nuevas técnicas de perforación y fracking que abrieron vastos yacimientos de gas en Occidente y redujeron el precio del gas hasta el punto en que el carbón y la energía nuclear tienen dificultades para igualarlo.

La energía nuclear tradicional: la central nuclear de Tricastin en Francia

Y el dinero es uno de los problemas clave que enfrenta la reactivación de la energía nuclear. Hasta ahora, el tipo de reactores utilizados para generar electricidad han tendido hacia el gigantesco con reactores que alcanzan niveles de gigavatios de salida. Con plantas tan grandes, no es de extrañar que el costo de construcción combinado con la obtención de permisos, la obtención de seguros y el cumplimiento de los desafíos legales de los grupos ecologistas puedan elevar el costo de una planta nuclear convencional hasta en 9 mil millones de dólares. También significa tiempos de construcción muy largos de diez o quince años. Esto no se ve afectado por el hecho de que las plantas nucleares se diseñan a la medida desde cero en ejercicios de miles de millones de dólares para reinventar la rueda. Con tanto tiempo y dinero involucrados, un cambio imprevisto en las regulaciones o el descubrimiento de algo como una falla geológica debajo del sitio del reactor puede hacer que esto sea un caso de poner muchos huevos muy caros en una canasta muy insegura.

Luego hay problemas de seguridad. El diseño del reactor es hoy más seguro que nunca. El accidente de Fukushima ocurrió porque los reactores de Fukushima son un diseño muy antiguo, tan antiguo como los reactores estadounidenses activos más antiguos. Si el terremoto y el tsunami que azotaron a Fukushima hubieran golpeado un reactor moderno, el desastre probablemente nunca habría ocurrido. Sin embargo, los reactores convencionales grandes todavía tienen problemas de seguridad porque requieren tiempos de reacción muy rápidos para evitar daños en caso de accidente. Los accidentes pueden progresar tan rápido en un reactor que los operadores deben actuar en cuestión de horas, incluso minutos. Si ocurre un accidente de fusión, la gran cantidad de combustible en el reactor significa que una gran cantidad de material radioactivo puede ser liberado a la atmósfera. Eso hace del tiempo un elemento esencial.

El combustible de uranio enriquecido utilizado en las reacciones convencionales también plantea un problema para la proliferación de armas nucleares. Contrariamente a la creencia popular, el uranio utilizado en los reactores e incluso el plutonio que producen algunos reactores son inútiles para construir bombas nucleares (las proporciones de isótopos son todas erróneas), pero los procesos necesarios para producir combustible nuclear y materiales de bombas son casi exactamente los mismos. Entonces, aunque los reactores convencionales pueden no ser una amenaza de proliferación, las plantas de enriquecimiento que los sirven son.

Pequeños reactores modulares

Una forma de solucionar muchos de estos problemas es a través del desarrollo de pequeños reactores modulares (SMR). Estos son reactores capaces de generar aproximadamente 300 megavatios de potencia o menos, lo cual es suficiente para ejecutar 45, 000 hogares en los EE. UU. Aunque son pequeños, los SMR son reactores adecuados. Son muy diferentes de los generadores radio-térmicos (RTG) utilizados en naves espaciales y faros remotos en Siberia. Los reactores nucleares, como los SMR, utilizan la fisión nuclear controlada para generar energía, mientras que los RTG utilizan la desintegración radiactiva natural para alimentar un generador termoeléctrico relativamente simple que solo puede producir, a lo sumo, unos dos kilovatios.

En términos de potencia, los RTG son equivalentes a las baterías, mientras que los reactores nucleares pequeños son solo "pequeños" en comparación con los reactores convencionales. No son del tipo que guardaría en el garaje. En realidad, las plantas de energía SMR cubrirían el área de un pequeño centro comercial. Sin embargo, una instalación de este tipo no es muy grande, ya que las centrales eléctricas funcionan y un reactor que solo produce 300 megavatios puede no valer la pena, pero el Departamento de Energía de los EE. UU. Ofrece US $ 452 millones en donaciones complementarias para desarrollar SMR e inversores privados como el La Fundación Bill Gates y la compañía de Babcock y Wilcox están poniendo dinero para sus propios proyectos de reactores modulares.

El avance de 60 años.

Una razón por la que el gobierno y la industria privada se interesan en las SMR es que se han empleado con éxito durante mucho más tiempo del que la mayoría de las personas cree. De hecho, cientos de años han estado navegando por todo el mundo dentro de los cascos de los submarinos nucleares y otros buques de guerra durante sesenta años. También se han utilizado en buques mercantes, rompehielos y como reactores de investigación y de isótopos médicos en las universidades. Incluso se instaló uno en la Antártida en la Estación McMurdo desde 1962 hasta 1972. Ahora están siendo considerados para uso doméstico.

El caso de SMRs

Los SMR tienen una serie de ventajas sobre los reactores convencionales. Por un lado, los SMR son más baratos de construir y ejecutar. Esto los hace muy atractivos para los países más pobres y hambrientos de energía; comunidades pequeñas y en crecimiento que no requieren una planta a gran escala; y lugares remotos como minas o plantas desalinizadoras. Parte de la razón de esto es simplemente que los reactores son más pequeños. Otra es que, al no ser necesario un diseño personalizado en cada caso, los reactores se pueden estandarizar y algunos tipos se construyen en fábricas que pueden emplear economías de escala. El aspecto construido en la fábrica también es importante porque una fábrica es más eficiente que la construcción en el sitio por ocho a uno en términos de tiempo de construcción. La construcción de la fábrica también permite que las SMR se construyan, se entreguen al sitio y luego se devuelvan a la fábrica para ser desmanteladas al final de su vida útil, eliminando un problema importante con los reactores convencionales antiguos, es decir, cómo desecharlos.

Los SMR también disfrutan de una gran flexibilidad de diseño. Los reactores convencionales generalmente se enfrían con agua, una gran cantidad de agua, lo que significa que los reactores deben estar situados cerca de los ríos o las líneas costeras. Los SMR, por otro lado, pueden ser enfriados por aire, gas, metales de bajo punto de fusión o sal. Esto significa que los SMR se pueden colocar en áreas remotas, interiores donde no es posible ubicar reactores convencionales.

La seguridad

Este sistema de refrigeración suele ser pasivo. En otras palabras, se basa más en la circulación natural del medio de enfriamiento dentro del matraz de contención del reactor que en las bombas. Este enfriamiento pasivo es una de las formas en que las SMR pueden mejorar la seguridad. Debido a que los reactores modulares son más pequeños que los convencionales, contienen menos combustible. Esto significa que hay menos masa a ser afectada si ocurre un accidente. Si ocurre uno, hay menos material radioactivo que puede ser liberado al medio ambiente y facilita el diseño de sistemas de emergencia. Dado que son más pequeños y usan menos combustible, son más fáciles de enfriar de manera efectiva, lo que reduce en gran medida la posibilidad de un accidente catastrófico o una fusión en primer lugar.

Esto también significa que los accidentes ocurren mucho más lentamente en reactores modulares que en los convencionales. Cuando estos últimos necesitan respuestas de accidentes en cuestión de horas o minutos, se puede responder a las SMR en horas o días, lo que reduce las posibilidades de que un accidente resulte en daños mayores a los elementos del reactor.

Los diseños de SMR que rechazan la refrigeración por agua en favor del gas, el metal o la sal tienen sus propias ventajas de seguridad. A diferencia de los reactores enfriados por agua, estos medios funcionan a una presión más baja. Uno de los peligros de la refrigeración por agua es que una tubería rota o un sello dañado puede expulsar los gases radioactivos como si fuera un anticongelante del radiador de un automóvil sobrecalentado. Con los medios de baja presión, hay menos fuerza para expulsar los gases y hay menos tensión en el recipiente de contención. También elimina uno de los episodios aterradores del accidente de Fukushima, donde el agua del recipiente se rompió en hidrógeno y oxígeno y luego explotó.

Otra ventaja del diseño modular es que algunos SMR son lo suficientemente pequeños como para ser instalados bajo tierra. Eso es más barato, más rápido de construir y menos invasivo que construir una cúpula de contención de concreto reforzado. También está el punto de que poner un reactor en el suelo lo hace menos vulnerable a los terremotos. Las instalaciones subterráneas hacen que los reactores modulares sean más fáciles de asegurar e instalar en un espacio mucho más pequeño. Esto hace que los SMR sean particularmente atractivos para los clientes militares que necesitan construir plantas de energía para bases rápidamente. La instalación subterránea también mejora la seguridad con menos sistemas sofisticados necesarios, lo que también ayuda a reducir los costos.

Los SMR pueden ayudar con la proliferación, los desechos nucleares y los problemas de suministro de combustible porque, si bien algunos reactores modulares se basan en reactores de agua a presión convencionales y queman uranio mejorado, otros utilizan combustibles menos convencionales. Algunos, por ejemplo, pueden generar energía a partir de lo que ahora se considera como "desperdicio", quemar uranio empobrecido y plutonio de reactores convencionales. El uranio empobrecido es básicamente el U-238 del cual se ha consumido el U-235 fisible. También es mucho más abundante en la naturaleza que el U-235, que tiene el potencial de proporcionar energía al mundo durante miles de años. Otros diseños de reactores ni siquiera usan uranio. En su lugar, utilizan torio. Este combustible también es increíblemente abundante, es fácil de procesar para su uso como combustible y tiene la ventaja adicional de ser completamente inútil para fabricar armas, por lo que puede proporcionar energía incluso en áreas donde se han planteado problemas de seguridad.

Pero todavía existe el punto de fricción de que los reactores modulares son, por definición, pequeños. Eso puede estar bien para un submarino o el Polo Sur, pero ¿qué pasa con los lugares que necesitan más? ¿Es la alternativa a las centrales nucleares convencionales? Resulta que la respuesta es no. Los reactores modulares no necesitan ser usados ​​individualmente. Se pueden configurar en baterías de cinco o seis o incluso más, proporcionando tanta energía como un área necesita. Y si una unidad necesita ser desconectada para reparaciones o incluso para reemplazo, no debe interferir con el funcionamiento de las otras.

Tipos de reactores modulares

Echemos un vistazo ahora a algunos de los principales tipos de reactores modulares en desarrollo. Hay, de hecho, muchos más de los que se presentan aquí, pero esto debería dar una buena sección transversal de lo que está en trámite.

Reactores de agua ligera

Un reactor modular de agua ligera es básicamente una versión reducida de un reactor convencional. Al igual que los reactores convencionales, utiliza el agua como refrigerante y como moderador de neutrones (es decir, el agua reduce la velocidad de los neutrones producidos por el combustible nuclear, de modo que los átomos de uranio tienen más posibilidades de absorberlos e inducir la fisión nuclear. El truco de la fisión es simplemente tener suficiente combustible nuclear en un lugar con un moderador para que la reacción se convierta en autosuficiente). Los ingenieros ya tienen décadas de experiencia con SMR de agua ligera porque son el tipo utilizado en los submarinos y rompehielos, por lo que la tecnología ya está avanzada y ha tenido muchas pruebas de campo en condiciones muy difíciles. Imagine una planta de energía nuclear que tiene que ser capaz de operar de manera segura mientras se la arroja en el océano mientras está sellada dentro de un casco submarino y puede ver los enormes desafíos que se han superado.

Los reactores pequeños de agua ligera no son tan eficientes como sus primos más grandes, pero tienen varias ventajas. El vapor se produce en una planta nuclear al pasar un circuito de agua de refrigeración del reactor a través del generador de vapor, que es un recipiente separado lleno de tuberías enrolladas. El agua de refrigeración caliente ingresa al generador y, a medida que pasa por las tuberías, una segunda bobina llena de agua es calentada por el agua del reactor. Esto cambia a vapor, lo que hace girar las turbinas que hacen girar las dinamos. En un reactor convencional, la mayoría de los tipos tienen el generador de vapor fuera del recipiente del reactor. Con SMR de agua ligera, el generador de vapor se puede colocar dentro del recipiente. Esto no solo hace que el reactor sea más compacto y autónomo, sino que también lo hace mucho más seguro. Un problema común en los reactores es la fuga de agua radioactiva cuando viaja desde el reactor al generador de vapor. Con el generador de vapor dentro del recipiente del reactor, es una situación mucho más segura de que solo el agua / vapor no radiactivo entra y sale del recipiente del reactor.

Westinghouse SMR

El Westinghouse SMR es una versión en miniatura de su reactor AP1000. Pero donde el AP1000 produce 1.154 megavatios y requiere una planta que cubre 50 acres (20 ha), el SMR de Westinghouse solo necesita 15 (6 ha), saca 225 megavatios y se puede construir en 18 meses en lugar de varios años. El reactor y el recipiente de contención tienen 89 pies (27 m) de alto y 32 pies (9.8 m) de diámetro, lo que lo hace lo suficientemente compacto como para ser construido en fábrica y enviado por ferrocarril al sitio. Su combustible es uranio enriquecido estándar que necesita mantenimiento cada dos años, pero el sistema de enfriamiento pasivo del reactor se basa en la circulación natural de agua en lugar de bombas, lo que significa que incluso en el caso de una pérdida total de energía, como sufrió Fukushima, El SMR de Westinghouse puede durar hasta una semana sin necesidad de intervención del operador para evitar daños.

mPoder

Respaldado por Babcock y Wilcox, mPower se basa en los diseños de reactores de la Marina de los EE. UU. Y produce 160 megavatios cuando los condensadores del sistema se enfrían con agua, pero también se pueden enfriar por aire, aunque con una menor potencia de salida. Con setenta y cinco pies (23 m) de alto y 14 pies (4.3 m) de diámetro, mPower está diseñado para ser construido en fábrica, transportado por riel e instalado debajo del suelo. Al igual que el Westinghouse SMR, el mPower utiliza un sistema de enfriamiento pasivo y el generador de vapor es integral con el reactor. A diferencia del Westinghouse SMR, el mPower necesita reabastecimiento de combustible solo cada cuatro años y el proceso consiste simplemente en reemplazar todo el núcleo, que se inserta como un cartucho. El reactor tiene una vida útil de 60 años y está diseñado para almacenar el combustible gastado en el sitio durante el tiempo que dura.

NuScale

NuScale parece poco práctico con una salida de tan solo 45 megavatios, pero está previsto que se instale doce a la vez para proporcionar hasta 540 megavatios. Estos se colocan en una piscina subterránea de agua y cada unidad se enfría por circulación natural. Debido a esto, no hay bombas y las únicas partes móviles en el reactor son las utilizadas para operar las barras de control. Cuando es hora de repostar, el reactor se retira de su piscina con una grúa y se lleva a otra sección de la instalación.

Reactores refrigerados por gas de alta temperatura

Como el término implica, los reactores enfriados por gas utilizan un gas en lugar de agua como medio de enfriamiento del reactor. En los reactores modernos, este gas suele ser helio porque es un elemento inerte que no reacciona con otros materiales, pero es un excelente refrigerante (solo pregúntele a cualquier buceador de aguas profundas con gases mixtos y él le dirá por qué lo hacen. tener un tubo de calefacción en su traje mientras respira helio). Esto es importante porque, al no usar agua, el moderador de la reacción nuclear es un núcleo de grafito, que es inflamable. Estos funcionan a presiones relativamente bajas y altas temperaturas de gas de hasta 1, 800 grados F (1, 000 grados C) y el gas impulsa las turbinas directamente o a través de un generador de vapor. Este tipo de reactor tiene ventajas de seguridad porque la forma en que el diseño hace que la reacción nuclear se autorregule. A medida que el reactor se calienta, la reacción se ralentiza y el reactor se enfría. También se presta a escalas más pequeñas para permitir la construcción de fábricas y la instalación subterránea.

GT-MHR

Construido por una asociación liderada por General Atomics, el reactor GT-MHR tiene una capacidad de 285 megavatios y también se puede usar para producir 100, 000 toneladas de gas de hidrógeno por año. Tiene la interesante distinción de ser capaz de funcionar con plutonio apto para armas. La razón de esto fue que el GT-MHR fue diseñado originalmente para ayudar a deshacerse de las ojivas nucleares soviéticas después del final de la Guerra Fría. También sirve para resaltar las aplicaciones prácticas de la capacidad de los SMR para quemar combustibles nucleares alternativos.

Reactores de neutrones rápidos.

En los reactores convencionales, los neutrones son reducidos por un moderador, como el agua, el carbono o el helio, de modo que los átomos de uranio tienen una mayor probabilidad de absorberlos e iniciar la fisión. Un reactor de neutrones rápidos maneja la misma reacción de fisión, excepto que lo hace al reflejar los neutrones que se mueven rápidamente en el uranio en grandes cantidades y, por lo tanto, aumentar las probabilidades de fisión. Esto tiene la ventaja de permitir que los reactores tengan un diseño muy simple (y por lo tanto más pequeños) y que utilicen combustibles enriquecidos, torio o incluso residuos nucleares como combustible.

Hay dos tipos de sistemas de neutrones rápidos utilizados en los diseños actuales de SMR. Los primeros son los reactores de vela, quema de razas o de onda viajera. El segundo, reactores de onda estacionaria.

El nombre de la "vela" para la primera variedad proviene del hecho de que eso es lo que se asemeja al combustible. En pocas palabras, es una gran losa de uranio empobrecido con un tapón de uranio enriquecido atascado en un extremo. Cuando comienza la reacción nuclear, el uranio enriquecido "enciende" la losa al iniciar una reacción que convierte al U-238 en Pu-239, un isótopo de plutonio que puede fisionarse y generar energía. Esta reacción arde a lo largo de la losa a aproximadamente un centímetro por año, creando y quemando plutonio a medida que avanza. Es un proceso que puede durar años, incluso décadas, a medida que el reactor salta a una temperatura de alrededor de 1, 000 grados F (550 grados C) mientras se enfría con sodio líquido, plomo o aleación de bismuto de plomo.

La otra versión se llama "onda estacionaria" y el principio es el mismo, excepto que en lugar de una gran losa, el reactor está formado por barras de combustible de U-238 y la reacción se inicia en el centro. A medida que la reacción avanza hacia el exterior, las barras gastadas son reorganizadas por los operadores hasta que se consume todo el combustible. El resultado de esto es que un reactor de ondas viajeras usa su combustible de manera más eficiente y puede funcionar durante 60 años sin reabastecerse de combustible. En teoría, podría durar 200 años.

Con cualquiera de los dos tipos, también son inusuales porque no tienen un moderador, dependen del enfriamiento pasivo, pueden construirse en fábricas y no tienen partes móviles. Son lo más cercano al plug-and-play que pueden obtener los reactores nucleares.

Hiperion

Hyperion es otro reactor modular muy pequeño que produce solo 25 megavatios, pero lo que le falta en potencia lo compensa con la portabilidad. El recipiente del reactor tiene solo 8 pies (2, 5 m) de altura y 5 pies (1, 5 m) de diámetro, no tiene partes móviles y puede funcionar durante diez años sin repostar. Cuando se necesita reabastecimiento de combustible, el reactor regresa a la fábrica y se reemplaza más bien a la manera de una botella de gas. Esta configuración no solo hace posible construir plantas de energía de reactores múltiples, sino que los reactores individuales también se pueden usar para aplicaciones como proporcionar calor para extraer petróleo de lechos de esquisto, vapor para usos industriales y plantas de desalinización en funcionamiento.

PRISMA

El módulo pequeño innovador de Power Reactor (PRISM) es un diseño de GE-Hitachi. Se enfría con sodio, se instala bajo tierra y genera 311 megavatios con reabastecimiento cada seis años. Su capacidad para quemar plutonio y uranio empobrecido hace que sea de gran interés para el Reino Unido, que está negociando tener dos instalados en la instalación nuclear de Sellafield, donde se utilizarían para quemar las reservas de desechos nucleares. Esto es más que una solución de eliminación de residuos. Se estima que si esto funciona, los residuos podrían proporcionar energía a Gran Bretaña durante 500 años.

Reactores de sal fundida.

En este tipo de SMR, el refrigerante y el combustible son uno en el mismo. El refrigerante es una mezcla de sales de fluoruro de litio y berilio. En este se disuelve un combustible, que puede ser enriquecido de uranio, torio o U-233. Esta solución de sal fundida pasa a una presión relativamente baja y una temperatura de 1, 300 grados F (700 grados C) a través de un núcleo moderador de grafito. A medida que el combustible se quema, los productos de desecho se eliminan de la solución y se agrega combustible nuevo.

Flibe

Flibe (sal de fluoruro de litio y berilio) es una especie de reactor en una caja. El ejército de los EE. UU. Desea desarrollar pequeños reactores que puedan instalarse fácilmente en bases remotas. Con este fin, el Flibe está diseñado alrededor de una planta de energía que se empaqueta en un conjunto de contenedores de carga. La idea es colocar el reactor en el suelo, configurar la maquinaria de generación y cubrir el lote con un edificio. El último no necesita ser como el edificio de contención de un reactor convencional porque el reactor no solo se calienta pasivamente, sino que también cuenta con un tapón de sal que necesita ser enfriado activamente en todo momento. Si el reactor sufre una avería y el reactor comienza a sobrecalentarse, el tapón se derrite y la mezcla de sal fundida / combustible se vierte en un tanque de drenaje. La potencia de salida tiene una potencia nominal de 20 a 50 megavatios y utiliza U-233 y torio como combustible. Esto no solo elimina los problemas de proliferación (ni el U-233 ni el torio son completamente inadecuados para las armas), sino que también abre una fuente de energía barata y fácil de obtener.

Los desafíos permanecen

Tan impresionante como muchos de estos reactores suenan, la mayoría de ellos todavía están en una etapa u otra de desarrollo o aprobación. Hay un largo camino desde allí para encender un interruptor y ver cómo se encienden las luces. La mayoría de estos diseños tienen raíces que se remontan a más de medio siglo.

En la década de 1950, el almirante Hyman Rickover, el arquitecto de la flota nuclear de los Estados Unidos, señaló que los pequeños reactores de investigación, los precursores de los SMR, tenían muchas ventajas. Eran sencillos, pequeños, baratos, ligeros, fáciles de construir, con un diseño muy flexible y necesitaban muy poco desarrollo. Por otro lado, los reactores prácticos deben construirse a tiempo, necesitan una gran cantidad de desarrollo gastado en "asuntos aparentemente triviales", son caros, grandes, pesados ​​y complicados. En otras palabras, existe una gran brecha entre lo que promete una tecnología en la fase de diseño y lo que termina una vez que se construye.

Lo mismo ocurre con el actual establo de SMRs. Muchos son muy prometedores, pero aún tienen que demostrar su valía. Además, plantean muchas preguntas. ¿Un SMR necesitará menos personas para ejecutarlo? ¿Cuáles son sus parámetros de seguridad? ¿Cumplirán las normativas vigentes? ¿Deberán modificarse los reglamentos para adaptarse a la naturaleza de los SMR? ¿Se deberán modificar las zonas de evacuación, cobertura de seguro o normas de seguridad? ¿Qué pasa con las regulaciones sobre los terremotos?

De hecho, es en las regulaciones gubernamentales que los reactores modulares enfrentan sus mayores desafíos. Independientemente de los hechos sobre los accidentes nucleares desde Windscale hasta Fukushima, una gran parte del público, especialmente en Occidente, está muy nervioso por la energía nuclear en cualquier forma. Hay poderosos grupos de presión opuestos a cualquier reactor nuclear que funcione y las regulaciones escritas por los gobiernos reflejan estas circunstancias. Gran parte del costo de construir plantas nucleares se debe a cumplir con todas las regulaciones, proporcionar sistemas de seguridad y protección, y solo tratar con todas las barreras legales y el papeleo que pueden llevar años y millones de dólares para superarlos. Los reactores modulares tienen la ventaja de que se construyen de manera rápida y económica, lo que los hace menos riesgos financieros, y la fabricación en fábrica significa que un reactor destinado a una planta que no obtuvo la aprobación se puede vender a otro cliente en otro lugar. Y algunos SMR son lo suficientemente similares a los reactores convencionales que no enfrentan la carga de ser una tecnología "nueva" bajo un escrutinio escéptico. Sin embargo, la burocracia sigue siendo una cosa muy real.

Solo el tiempo dirá si el pequeño reactor se convierte en una vista común en nuestras redes eléctricas, si se cae por el camino como otros sueños tecnológicos, o si es víctima del libro de reglas de los burócratas.

El reactor modular Flibe está diseñado para ser transportado en contenedores de carga (Imagen: Flibe)

Arte conceptual del reactor nuclear modular de Flibe instalado en la base militar (Imagen: Flibe)

Corte de una instalación de reactor Hyperion (Imagen: Generación de energía Hyperion)

Sección de instalación del reactor mPower (Imagen: Babcock y Wilcox)

Diagrama del reactor NuScale (Imagen: KVDP)

Diagrama del Westinghouse SMR que muestra sus diversas características (Imagen: Westinghouse)

La energía nuclear tradicional: la central nuclear de Tricastin en Francia

Gizmag analiza en profundidad los pequeños reactores nucleares modulares y se pregunta si son la clave para resolver los desafíos de energía y desechos nucleares del mundo (Foto: Shutterstock)

Recomendado La Elección Del Editor