Perspectivas nucleares de la electricidad
¿Por qué tanto interés en el proceso nuclear de producción de electricidad? Por un lado el uranio es muy similar al petróleo en el sentido de que se tiene que extraer de la tierra, y que su cantidad no aumenta en la corteza. Las reservas para las centrales nucleares existentes alcanzarían aproximadamente hasta el 2050. Ese es uno de los posibles motivos por los cuales los permisos para la construcción de nuevas centrales nucleares cayeron abruptamente en 1978 en los EE.UU. Al no haber buenas perspectivas para la extracción y enriquecimiento de uranio, la posibilidad de suplir los reactores durante el periodo de vida de los mismos era poco viable. El control y planificación en el ámbito nuclear es impresionante.
¿La pregunta que surge es por qué los rusos le apuestan a la energía nuclear, teniendo las mismas perspectivas? La respuesta está en el ciclo cerrado de fisión nuclear, planteada por Kurchatov. Y la posibilidad de energía eléctrica por mil años. Eso requerirá un poco de tecnicismos, que espero no sean muy complicados.
El ciclo cerrado ha sido algo así como el Santo Grial de la energía atómica. El problema es que para que se produzca, se debe generar más combustible DESPUÉS de colocarlo en el reactor nuclear. Para lograrlo debe incorporar al plutonio en la producción de electricidad. Actualmente el ciclo está parcialmente cerrado por medio del proceso PUREX y la producción de pastilla de combustible MOX (Mixed Oxides), que puede quemarse en reactores convencionales con mínimas modificaciones. Francia es pionero es ese ámbito. El poco plutonio que se produce en reactores nucleares convencionales se purifica y se usa como combustible en futuras pastillas.
Existen dos tipos de reactores comerciales, los basados en neutrones térmicos y los de neutrones rápidos. Los neutrones son lo que produce la reacción en cadena chocando contra átomos y liberando dos neutrones en el proceso y así sucesivamente. Los reactores térmicos enlentecen los neutrones con agua (que sirve también para enfriar el reactor) y son el tipo de reactores comerciales que existen en todo el mundo. Los reactores con neutrones rápidos comerciales actualmente sólo los produce Rusia y tiene dos en funcionamiento. En el caso de estos reactores, no se usa agua como conductor de calor, sino sodio y en perspectiva plomo; estos elementos no tienden a enlentecer los neutrones significativamente.
Los reactores con neutrones rápidos usan un combustible especial compuesto de U-238 y Pu-239. Como resultado, se produce más plutonio del que inicialmente se introdujo en el reactor. El coeficiente de multiplicación teórico es de 1,26, con un nivel práctico máximo de 1,2. En otras palabras, obtenemos 20% más plutonio del inicial. El origen de este plutonio es el uranio 238, que en la actualidad no tiene uso práctico, salvo que considere los proyectiles de uranio empobrecido que usa el ejército estadounidense como un uso práctico del mismo. Los rusos tienden a acumular todo su uranio 238 (llamado empobrecido), con el fin de eventualmente usarlo de esta manera.
El plutonio obtenido puede usarse como combustible de reactores térmicos tradicionales (mediante combustible MOX), reemplazando el U-235 por plutonio. Puede usarse para una nueva mezcla U-238 y plutonio para reactores de neutrones rápidos para producir más plutonio. De esta manera se suplirá de combustible a las centrales tradicionales y los nuevos reactores de neutrones rápidos. Y se aprovechará el uranio 238 (el 99,3% del uranio mundial) que hasta el momento solo sirve para coleccionarlo en los centros de enriquecimiento. De esta manera se multiplica por 99 veces la cantidad de combustible nuclear disponible para todo tipo de centrales nucleares. Sería como multiplicar por 99 la cantidad de petróleo disponible en el mundo. O mejor dicho, como llenar el tanque del carro una vez con gasolina y después de eso no solo no llenarlo nunca más, sino que además sacar gasolina del tanque y pasarlo a otros vehículos.
¿La pregunta que surge es por qué los rusos le apuestan a la energía nuclear, teniendo las mismas perspectivas? La respuesta está en el ciclo cerrado de fisión nuclear, planteada por Kurchatov. Y la posibilidad de energía eléctrica por mil años. Eso requerirá un poco de tecnicismos, que espero no sean muy complicados.
El ciclo cerrado ha sido algo así como el Santo Grial de la energía atómica. El problema es que para que se produzca, se debe generar más combustible DESPUÉS de colocarlo en el reactor nuclear. Para lograrlo debe incorporar al plutonio en la producción de electricidad. Actualmente el ciclo está parcialmente cerrado por medio del proceso PUREX y la producción de pastilla de combustible MOX (Mixed Oxides), que puede quemarse en reactores convencionales con mínimas modificaciones. Francia es pionero es ese ámbito. El poco plutonio que se produce en reactores nucleares convencionales se purifica y se usa como combustible en futuras pastillas.
Existen dos tipos de reactores comerciales, los basados en neutrones térmicos y los de neutrones rápidos. Los neutrones son lo que produce la reacción en cadena chocando contra átomos y liberando dos neutrones en el proceso y así sucesivamente. Los reactores térmicos enlentecen los neutrones con agua (que sirve también para enfriar el reactor) y son el tipo de reactores comerciales que existen en todo el mundo. Los reactores con neutrones rápidos comerciales actualmente sólo los produce Rusia y tiene dos en funcionamiento. En el caso de estos reactores, no se usa agua como conductor de calor, sino sodio y en perspectiva plomo; estos elementos no tienden a enlentecer los neutrones significativamente.
Los reactores con neutrones rápidos usan un combustible especial compuesto de U-238 y Pu-239. Como resultado, se produce más plutonio del que inicialmente se introdujo en el reactor. El coeficiente de multiplicación teórico es de 1,26, con un nivel práctico máximo de 1,2. En otras palabras, obtenemos 20% más plutonio del inicial. El origen de este plutonio es el uranio 238, que en la actualidad no tiene uso práctico, salvo que considere los proyectiles de uranio empobrecido que usa el ejército estadounidense como un uso práctico del mismo. Los rusos tienden a acumular todo su uranio 238 (llamado empobrecido), con el fin de eventualmente usarlo de esta manera.
El plutonio obtenido puede usarse como combustible de reactores térmicos tradicionales (mediante combustible MOX), reemplazando el U-235 por plutonio. Puede usarse para una nueva mezcla U-238 y plutonio para reactores de neutrones rápidos para producir más plutonio. De esta manera se suplirá de combustible a las centrales tradicionales y los nuevos reactores de neutrones rápidos. Y se aprovechará el uranio 238 (el 99,3% del uranio mundial) que hasta el momento solo sirve para coleccionarlo en los centros de enriquecimiento. De esta manera se multiplica por 99 veces la cantidad de combustible nuclear disponible para todo tipo de centrales nucleares. Sería como multiplicar por 99 la cantidad de petróleo disponible en el mundo. O mejor dicho, como llenar el tanque del carro una vez con gasolina y después de eso no solo no llenarlo nunca más, sino que además sacar gasolina del tanque y pasarlo a otros vehículos.