{"id":9251,"date":"2020-04-13T23:53:44","date_gmt":"2020-04-13T23:53:44","guid":{"rendered":"https:\/\/msiainforma.org\/?p=9251"},"modified":"2020-04-13T23:53:44","modified_gmt":"2020-04-13T23:53:44","slug":"espanol-reactores-pebble-bed-de-alta-temperatura-y-modulares","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/espanol-reactores-pebble-bed-de-alta-temperatura-y-modulares\/","title":{"rendered":"Reactores \u201cPebble-Bed\u201d de alta temperatura y modulares"},"content":{"rendered":"Por Jonathan Tennenbaum, desde Berlin<\/em><\/p>\n

N. de los E. -Este es el sexto y \u00faltimo art\u00edculo de la serie sobre las nuevas perspectivas de la fisi\u00f3n nuclear; los dem\u00e1s se encuentran en las ediciones anteriores de este informativo semanal. Por el momento no disponemos de un t\u00e9rmino t\u00e9cnico equivalente en espa\u00f1ol, por lo que conservamos la denominaci\u00f3n en ingles de los reactores \u201cPebble-Bed (lecho de guijarros).<\/p>\n

MSIa Informa, 10 de abril de 2020.- <\/em>Los reactores \u201cPebble-bed\u201d de alta temperatura reciben su nombre del hecho de que el combustible nuclear se acondiciona en esferas del tama\u00f1o de pelotas de tenis (guijarros), en lugar de barras de combustible convencionales. Cada esfera consiste de millares de min\u00fasculas part\u00edculas de combustible, cada cual encapsulada en varias capas de material de cer\u00e1mica resistente a las temperaturas, envueltas a su vez en una esfera de grafito.<\/p>\n

El encapsulamiento del combustible son esas \u201cpart\u00edculas de cer\u00e1mica revestidas\u201d evita que los productos de fisi\u00f3n radioactiva escapen, inclusive a temperaturas muy altas. Esto contribuye en gran medida la seguridad del sistema y, combinado con los otros recursos de seguridad, excluye la posibilidad de la liberaci\u00f3n de material radioactivo a gran escala, en todos los accidentes posibles.<\/p>\n

Otra gran ventaja para la seguridad es un coeficiente de temperatura negativo muy grande, es decir, la eficiencia de la reacci\u00f3n en cadena disminuye r\u00e1pidamente a medida que la temperatura aumenta. El resultado es que las reacciones de fisi\u00f3n se interrumpen, solamente por la f\u00edsica, cuando la temperatura del reactor excede un cierto grado.<\/p>\n

Esto fue demostrado de forma impresionante en pruebas con el reactor experimental AVR de Julich, Alemania y, luego, en el reactor experimental chino HTR-10. Los haces de control se retiraron y los mecanismos de refrigeraci\u00f3n activos se desconectaron. No paso nada. La temperatura se elev\u00f3 hasta la altura m\u00e1xima proyectada, las esferas de combustible permanecieron intactas y no hubo liberaci\u00f3n significativa de radioactividad.<\/p>\n

La tercera gran ventaja del reactor \u201cPebble-bed\u201d es que se le puede abastecer de forma continua. Los reactores convencionales deben reabastecerse cada uno o dos a\u00f1os; la central tiene que apagarse, se debe abrir el vaso principal del reactor, hay que retirar las barras de combustible usadas y almacenarlas y sustituirlas con otras nuevas. A causa del alto grado de radiaci\u00f3n, estas operaciones se realizan a control remoto. La operaci\u00f3n de reabastecimiento dura normalmente entre 3 y 5 semanas, durante la cual la planta no produce electricidad. Esas interrupciones para el reabastecimiento, naturalmente, aumentan los costos de la generaci\u00f3n de la energ\u00eda nuclear.<\/p>\n

En el reactor \u201cPebble-bed\u201d, por otro lado, hay un proceso continuo de abastecimiento: las bolas de combustible se extraen de la pila por el fondo en forma de embudo del reactor, mientras que las bolas nuevas (o antiguas recicladas) se agregan a la pila por la parte superior. La generaci\u00f3n de energ\u00eda continua sin interrupci\u00f3n.<\/p>\n

El reactor, finalmente est\u00e1 proyectado para operar a altas temperaturas con una eficiencia correspondientemente mayor en la generaci\u00f3n de electricidad potencial para generar calor de procesamiento para uso industrial. Usa helio -un gas inerte- como refrigerante, para evitar reacciones qu\u00edmicas indeseables y para mejorar aun m\u00e1s la seguridad del sistema.<\/p>\n

El concepto fue desarrollado por el profesor Rudolf Schulten, de Alemania, donde hay un peque\u00f1o reactor experimental, el AVR mencionado antes, que opera desde hace veinte a\u00f1os. Un reactor de potencia a gran escala, el THTR de 300 megawattios, proyectado para operar con combustible combinado de uranio-torio fue construido posteriormente. Por desgracia, el proyecto THTR sufri\u00f3 una serie de problemas t\u00e9cnicos y feroces ataques pol\u00edticos del movimiento contra la energ\u00eda nuclear, por lo que funciono tan solo tres anos, para terminar apagado en 1989.<\/p>\n

M\u00e1s tarde, el proyecto encontr\u00f3 refugio en China, donde un prototipo de 10 MW opera desde 2003 en la Universidad de Qinghua. El a\u00f1o pasado se concluyo la construcci\u00f3n de una planta piloto de demostraci\u00f3n de 210 MWE en la provincia de Shandong, conocida como HTR-PM, dotada de dos reactores modulares, y es la primer planta comercial de este tipo del mundo.<\/p>\n

Reactores modulares peque\u00f1os (SMRS) para producirse en grandes cantidades<\/strong><\/p>\n

Otro impulso de innovaci\u00f3n dado en el sector es la reducci\u00f3n del costo y aumentar la flexibilidad de la energ\u00eda nuclear con la construcci\u00f3n de reactores modulares compactos y estandarizados que se pueden producir en serie y transportarse a las instalaciones de su correspondiente planta. Esta, en general, combinar\u00eda dos o m\u00e1s unidades para alcanzar la potencia de generaci\u00f3n deseada y luego se le podr\u00edan agregar otras m\u00e1s. La \u201cproducci\u00f3n en serie\u201d de reactores modulares en fabricas centralizadas ser\u00eda mucho m\u00e1s econ\u00f3mica que su construcci\u00f3n en las plantas y los proyectos estandarizados simplificar\u00edan su obtenci\u00f3n de licencias. A esto se agrega que el capital inicial ser\u00eda una fracci\u00f3n del necesario para una gran planta, lo que hace que esta forma de energ\u00eda nuclear sea m\u00e1s accesible.<\/p>\n

La experiencia con reactores nucleares peque\u00f1os se remonta a la construcci\u00f3n de reactores para submarinos y, posteriormente, para portaaviones. Desde los a\u00f1os cincuentas, cerca de 700 de dichos reactores se han usado en embarcaciones, muchos de ellos estandarizados en su dise\u00f1o y en su construcci\u00f3n. Casi todos fueron construidos para embarcaciones militares, pero Rusia, desde el periodo sovi\u00e9tico hasta el d\u00eda de hoy, ha usado reactores compactos, con bastante \u00e9xito, en sus rompehielos que operan en el \u00c1rtico. Tambi\u00e9n opera el \u00fanico nav\u00edo portador de contenedores movido por energ\u00eda nuclear del mundo, el Sevmorput.<\/p>\n

Con esa experiencia, la empresa estatal Rosatom cre\u00f3 una planta nuclear flotante que puede transportarse por mar hasta lugares costeros para abastecer de electricidad a comunidades y regiones locales. A finales de 2019 comenz\u00f3 a operar la primera de ellas, instalada en Pevek Chukuta, en el Extremo Oriente del pa\u00eds. La planta, denominada Almirante Lomonosov, posee dos reactores del tipo KLT-40, utilizado en lo rompehielos nucleares, con potencia de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica de 70 MW, lo que la convierte en la primera de una serie que Rosatom pretende comercializar en todo el mundo.<\/p>\n

Los \u00faltimos a\u00f1os han sido testigos de una carrera cada vez m\u00e1s intensa para hacer competitivos en el mercado los SMR. La disputa es entre las empresas abastecedoras nucleares establecidas y una variedad de empresas m\u00e1s j\u00f3venes, entre las que destacan Westinghouse, GE-Hitachi, NiScale, ADvanced Reactor Concepts, L.L.C. y Chinergy. Quien quiera ganar tendr\u00e1 que construir su primer SMR en alg\u00fan lugar y, en este sentido, China lleva una ventaja evidente, pues ya tiene prototipos de SMR (ver abajo), adem\u00e1s de que su esfuerzo tiene el apoyo y el poder\u00edo del gobierno central, lo que facilita la realizaci\u00f3n de proyectos nucleares en general. Esto hace atractiva a China como lugar para proyectos de empresas occidentales -naturalmente, con la condici\u00f3n de compartir la tecnolog\u00eda.<\/p>\n

Una estrategia puesta en pr\u00e1ctica por la empresa estadounidense NuScale y por su competidora GE-Hitachi es la construcci\u00f3n de la versi\u00f3n menor y m\u00e1s simplificada de un tipo de reactor ya probado y comprobado, en este caso, un subtipo de los reactores de agua a presi\u00f3n (LWR). Entro otros aspectos, ambas empresas anuncian un alto grado de seguridad pasiva instalada y una enorme reducci\u00f3n de los costos de capital por MW de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica. NuScale parece estar al frente, pues ya ha anunciado la construcci\u00f3n de una planta de referencia de 12 m\u00f3dulos en un sito en el Laboratorio Nacional de Idaho, y el primero de ellos comenzara a funcionar en 2026.<\/p>\n

China National Nuclear Corporation anunci\u00f3 el a\u00f1o pasado un proyecto de demostraci\u00f3n de un peque\u00f1o reactor modular multiusos, que utiliza tecnolog\u00eda LWR, el Linglong One, que deber\u00e1 empezar a funcionar en 2025. Indonesia y Corea del Sur tambi\u00e9n est\u00e1n trabajando en reactores modulares peque\u00f1os de un modelo semejante.<\/p>\n

Ponderaciones finales<\/strong><\/p>\n

Es necesario admitir que, aunque haya habido un progreso sustancial, no se ha encontrado ninguna soluci\u00f3n 100 por ciento satisfactoria de los problemas de la fisi\u00f3n nuclear. Como el mundo no puede prescindir de la energ\u00eda nuclear, debemos aceptar algunos riesgos y compromisos, hasta que no haya disponible algo mejor.<\/p>\n

Hay pruebas de la existencia de reacciones nucleares de baja energ\u00eda (LENR, por sus siglas en ingles) que se\u00f1alan la posibilidad de la generaci\u00f3n de energ\u00eda por procesos nucleares y esencialmente libre de radioactividad. Se trata de un perspectiva bastante promisoria, de la cual hablaremos en una serie de tres art\u00edculos que seguir\u00e1n. Ya se hicieron numerosos experimentos relativamente simples, con la generaci\u00f3n neta de calor y una buena reproductividad, en especial en Jap\u00f3n. Sin embargo, existen muchas inc\u00f3gnitas, en particular sobre la forma de s\u00ed regular y controlar los procesos LENR para aplicaciones pr\u00e1cticas, adem\u00e1s de que no existe una explicaci\u00f3n f\u00edsica confirmada del fen\u00f3meno. Se puede imaginar, con optimismo, que en un plazo relativamente breve se podr\u00e1 disponer de aplicaciones como fuentes de calor de baja a media temperaturas. La pruebas de la trasmutaci\u00f3n, encontradas en muchos experimentos LENR indican tambi\u00e9n una forma potencial de eliminar residuos radioactivos, con investigaciones en este sentido ya realizadas en Jap\u00f3n.<\/p>\n

La \u201cFusi\u00f3n en caliente\u201d -reacciones de fusi\u00f3n nuclear a temperaturas de millones de grados- es un juego completamente diferente: aqu\u00ed la f\u00edsica es perfectamente comprendida, pero las dificultades t\u00e9cnicas para la materializaci\u00f3n de fuentes de energ\u00eda de fusi\u00f3n en caliente viables econ\u00f3micamente son formidables. Por otra parte, la fusi\u00f3n en caliente tiene el potencial de alcanzar densidades de energ\u00eda de \u00f3rdenes de magnitud m\u00e1s altas que los reactores de fisi\u00f3n o que cualquier otra tecnolog\u00eda de energ\u00eda conocida. El futuro puede ser brillante.<\/p>\n

Para finalizar, creo que no se debe confiar mucho en las previsiones de los actuales modelos matem\u00e1ticos sobre el clima mundial. Tenemos que considerar la posibilidad de que los cambios clim\u00e1ticos persistan a pesar de que (o despu\u00e9s que) se reduzcan las emisiones causadas por las actividades humanas a cero. Esta es una raz\u00f3n m\u00e1s para evitar medidas de histeria -como inversiones excesivas en fuentes renovables-, que debilitar\u00edan a la econom\u00eda real y reducir\u00edan la capacidad de lidiar con futuras condiciones ambientales, sean las que fueren.","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Jonathan Tennenbaum, desde Berlin N. de los E. -Este es el sexto y \u00faltimo art\u00edculo de la serie sobre las nuevas perspectivas de la fisi\u00f3n nuclear; los dem\u00e1s se encuentran en las ediciones anteriores de este informativo semanal. Por el momento no disponemos de un t\u00e9rmino t\u00e9cnico equivalente en espa\u00f1ol, por lo que conservamos …<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":9252,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[37],"tags":[],"class_list":["post-9251","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-e-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9251","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9251"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9251\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/9252"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9251"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9251"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/msiainforma.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9251"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}