El futuro de la energía nuclear a medio plazo está estrechamente ligado a las centrales nucleares de cuarta generación. En su diseño los ingenieros de las empresas que están trabajando en la puesta a punto de estas plantas de fisión nuclear han partido de cero para no verse lastrados desde un punto de vista conceptual por las deficiencias introducidas por las generaciones anteriores. Sí, las centrales nucleares de cuarta generación son muy diferentes a las plantas que están actualmente en operación y con las que estamos familiarizados.
El primer requisito que deben cumplir consiste en alcanzar la máxima sostenibilidad posible, de manera que el combustible se aproveche al máximo para producir energía, se minimice la cantidad de residuos radiactivos resultantes y su gestión sea lo más eficiente posible. El segundo requisito atañe a la inversión económica que es necesario afrontar para poner en marcha y mantener la central nuclear, que debe ser lo más baja posible para que pueda equipararse al gasto que exigen otras fuentes de energía, reduciendo, de esta forma, el riesgo financiero.
Y el tercer y último requisito estipula que la seguridad y la fiabilidad deben ser lo suficientemente altas para minimizar la probabilidad de que el núcleo del reactor sufra daños. Además, si se produjese un accidente no debería ser necesario tomar medidas de emergencia más allá de las instalaciones de la central nuclear. Las exigencias que introducen las centrales nucleares de cuarta generación son ambiciosas porque aspiran a erradicar de un plumazo muchas de las deficiencias que lastran a los diseños anteriores.
China va en cabeza y apunta muy alto
Durante los últimos años las empresas que están involucradas en la puesta a punto de reactores de fisión de cuarta generación han desarrollado seis diseños diferentes. Uno de los más prometedores es el reactor de muy alta temperatura (VHTR), que está refrigerado por helio y que se puede adaptar para producir hidrógeno. También es muy interesante el diseño del reactor rápido refrigerado por gas (GFR), que puede utilizar como combustible buena parte de los residuos que tenemos actualmente. Y el reactor rápido refrigerado por sodio (SFR), que también puede usar como combustible los residuos radiactivos actuales.
El hito de Shidao Bay-1 dará el pistoletazo de salida a la puesta en marcha de otros reactores de cuarta generación tanto en China como en otros países
Otro diseño atractivo es el reactor supercrítico refrigerado por agua (SCWR), que trabaja por encima del punto crítico termodinámico del agua. O el reactor rápido refrigerado por aleación de plomo (LFR), que utiliza un ciclo de combustible cerrado para afrontar una transformación eficiente del uranio fértil. Y, por último, también es interesante el diseño del reactor de sales fundidas (MSR), que utiliza como combustible las mencionadas sales fundidas y el resultado del reciclaje de los actínidos, que son un grupo de elementos pesados de la tabla periódica del que forman parte, entre otros, el uranio, el plutonio y el torio.
Ya hemos indagado en todo lo que nos viene bien saber antes de coquetear con la auténtica protagonista de este artículo: la central nuclear Shidao Bay-1, que está alojada en la provincia de Shandong, en el extremo noreste de China. Esta planta pertenece al grupo empresarial China Huaneng, y en el futuro será recordada por haberse consolidado como la primera central nuclear que opera un reactor de cuarta generación con propósito comercial. Sin lugar a dudas este hito dará el pistoletazo de salida a la puesta en marcha de otros reactores de cuarta generación tanto en China como en otros países que también apuestan por esta tecnología, como EEUU, Francia o Rusia.
Curiosamente el reactor de fisión utilizado en Shidao Bay-1 es diferente a los seis diseños en los que hemos indagado unas líneas más arriba. Esas son las propuestas que tienen una mayor madurez, pero el reactor de esta planta es un diseño modular pequeño de origen estrictamente chino conocido como HTR-PM (High-Temperature Reactor-Pebble bed Modules), que podemos traducir al español como reactor modular de lecho de bolas de alta temperatura. Este dispositivo se caracteriza por emplear helio como refrigerante y grafito como moderador.
Los elementos de combustible nuclear que utiliza son, curiosamente, esféricos, y están recubiertos de grafito. Durante los próximos años China Huaneng instalará 19 reactores HTR-PM adicionales en la central nuclear Shidao Bay-1, de modo que cada unidad reunirá dos reactores que operarán una turbina de vapor de 210 MW. Este es, sin lugar a dudas, el futuro de la energía nuclear para las próximas décadas. Al menos hasta que la fusión nuclear comercial esté lista (según EUROfusion llegará durante la década de los 60). Y China está pisando muy fuerte. Actualmente el país liderado por Xi Jinping tiene 55 reactores nucleares en operación, y según World Nuclear Association está construyendo 26 más. Ahí queda eso.
Imagen de portada: Petr Pavlicek/IAEA
Más información: Foro Nuclear
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mszerox
Estamos cerca de la revolucion real: la planta a base de Torio. Francia tambien lo ambiciona porque tiene Torio como residuos y lo quiere usar. Si bien es menos potente que el Uranio, es mucho menos peligroso y habilitaria a TODOS a poder usarlo, siempre y cuando haya dinero. Eso cambiaria el juego de la electricidad definitivamente.
tmpmds
Me resulta curioso que una refrigeración por un gas (helio) pueda ser más segura que la clásica por agua. Los reactores refrigerados por agua suelen instalarse al lado de ríos o en la costa. En Ascó recuerdo las piscinas elevadas para poder funcionar por gravedad en caso de problemas críticos. El agua es un marrón si tienes que acabar haciendo como Fukushima y tirarla de nuevo contaminada. Pero te salva de algo mucho peor, y tienes agua tanta como necesites.
Pero un gas... si tienes una fuga y lo agotas o si fallan auxiliares de recirculación y no puedes usar la gravedad, ¿cómo garantizarán la refrigeración?
Que está claro que son más seguros, pero me llama la atención ese detalle.
Tron
Realmente las cosas estan cambiando y cada vez esta mas claro. Durante esta decada y las siguientes estamos asistiendo al desplazamiento del liderazgo de los paises occidentales hacia oriente.
Mas alla de consideranciones sobre democracia o derechos humanos, el cambio tecnologico, economico y de poder se esta dando ya ante nuestros ojos. Y no se trata solo de China.
Los intentos de occidente para retrasarlo con restricciones, sanciones y presiones solo estan consiguiendo eso, retrasarlo unos años. Mas vale que seamos capaces de entendernos y a nadie se le crucen los cables.
lokiz
Los reactores de IV generación no incluyen como característica definitoria ser más baratos ni parece que lo vayan a ser.
Los diseños que están desarrollando no son en absoluto coceptualmente originales; sólo los han tomado y los están desarrollando desde cero más rápido.
No son más baratos; de hecho, los planes de generación nuclear en China no incluyen éstos sino reactores convencionales.
China está en el grupo de cabeza de ésta y todas las tecnologías; no tiene nada de raro siendo una potencia emergente.
Cada país debemos centrarnos en competir en nuestra especialidad con el otro bloque: Francia, Canadá y USA en esste campo. España debe seguir plantando cara en electrónica de potencia, único sector tecnológico significativo con diseños propios en que somos referencia mundial y en que China también está tomando la cabeza.
Usuario desactivado
Mejorar algo que es intrinsecamente perjudicial no deja de ser un parche.
Hay muchas alternativas a la energia de fision y es un error persistir en usarla.