energía nuclear, reactor sales fundidas
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| El profesor de ingeniería química de BYU, Matthew Memmott, trabaja en su laboratorio en el campus. Fuente: Brooklyn Jarvis Kelson/Foto de BYU |
10 octubre 2022.- Una planta de energía nuclear produce 8000 veces más energía que los combustibles fósiles y es respetuosa con el medio ambiente, pero cuando ocurren accidentes, tienen grandes repercusiones, como el desastre de Chernobyl en 1986. Casi 100 personas murieron en el accidente o por enfermedad de la radiación en los años siguientes.
El profesor de BYU y experto en ingeniería nuclear Matthew Memmott y sus colegas diseñaron un nuevo sistema para una producción de energía nuclear más segura : un microrreactor nuclear de sal fundida que puede resolver todos estos problemas y más.
El reactor nuclear estándar utilizado en Estados Unidos es el reactor de agua ligera. Los átomos de uranio se dividen para crear energía, y los productos sobrantes irradiarán cantidades masivas de calor. Se mantienen en barras de combustible sólido y se hace correr agua a través de las barras para mantener todo lo suficientemente frío. Si no hay suficiente flujo de agua de enfriamiento, las varillas pueden sobrecalentarse y toda la instalación corre el riesgo de una fusión nuclear. La solución de Memmott es almacenar estos elementos radiactivos en sal fundida en lugar de barras de combustible.
"La energía nuclear puede ser extremadamente segura y extremadamente asequible, si se hace de la manera correcta", dijo Memmott. "Es una muy buena solución a la situación energética en la que nos encontramos porque no genera emisiones ni contaminación".
En el nuevo reactor de Memmott, durante y después de que ocurra la reacción nuclear , todos los subproductos radiactivos se disuelven en sal fundida. Los elementos nucleares pueden emitir calor o radiactividad durante cientos de miles de años mientras se enfrían lentamente, razón por la cual los desechos nucleares son tan peligrosos (y por qué en el pasado ha sido tan difícil encontrar un lugar para deshacerse de ellos). Sin embargo, la sal tiene una temperatura de fusión extremadamente alta (550°C) y la temperatura de estos elementos en la sal no tarda mucho en caer por debajo del punto de fusión. Una vez que la sal se cristaliza, el calor irradiado será absorbido por la sal (que no se vuelve a derretir), anulando el peligro de una fusión nuclear en una planta de energía.
Otro beneficio del diseño del reactor nuclear de sales fundidas es que tiene el potencial de eliminar los desechos nucleares peligrosos. Los productos de la reacción están contenidos de forma segura dentro de la sal, sin necesidad de almacenarlos en otro lugar. Además, muchos de estos productos son valiosos y se pueden extraer de la sal y vender.
El molibdeno-99, por ejemplo, es un elemento extremadamente costoso que se utiliza en procedimientos de imágenes médicas y escaneos que se pueden extraer. Estados Unidos actualmente compra todo su Molibdeno-99 de los Países Bajos, pero con este reactor se puede fabricar fácilmente dentro del país, haciéndolo mucho más accesible y asequible. El cobalto-60, el oro, el platino, el neodimio y muchos otros elementos también se pueden extraer de la sal, lo que potencialmente no genera desechos nucleares .
"A medida que extraíamos elementos valiosos, descubrimos que también podíamos eliminar oxígeno e hidrógeno", dijo Memmott. "A través de este proceso, podemos hacer que la sal vuelva a estar completamente limpia y reutilizarla. Podemos reciclar la sal indefinidamente".
Una planta de energía nuclear típica se construye con un poco más de una milla cuadrada para operar para reducir el riesgo de radiación, con el núcleo en sí mismo de 915x915 cm. El reactor nuclear de sal fundida de Memmott es de 120 x 210 cm, y debido a que no hay riesgo de una fusión no hay necesidad de una gran zona similar a su alrededor. Este pequeño reactor puede producir suficiente energía para alimentar 1000 hogares.
El equipo de investigación dijo que todo lo necesario para hacer funcionar este reactor está diseñado para caber en la plataforma de un camión de 1220 cm; lo que significa que este reactor puede hacer que la energía sea accesible incluso en lugares muy remotos.
“Durante los últimos 60 años, la gente ha tenido la reacción visceral de que la energía nuclear es mala, es grande, es peligrosa”, dijo Memmott. "Esas percepciones se basan en problemas potenciales para la generación uno, pero tener el reactor de sal fundida es el equivalente a tener un chip de silicio. Podemos tener reactores más pequeños, más seguros y más baratos y deshacernos de esos problemas".
Memmott utiliza la analogía de un chip de silicio para comparar las capacidades de este nuevo reactor con el anterior. Cuando se inventaron las computadoras por primera vez, se necesitaba un tubo de vacío gigante que controlara el flujo de electrones y una habitación entera para hacer funcionar una computadora muy limitada y muy simple. Sin embargo, ya no usamos esa tecnología porque alguien inventó un chip de silicio, que permitió que la tecnología avanzara hasta los dispositivos diminutos y eficientes que tenemos hoy. El chip de silicio solucionó los problemas con las primeras computadoras, y este reactor de sal fundida puede solucionar los problemas con el reactor nuclear actual .
Fuente: Universidad Brigham Young
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