SCI-Tech

Reactores nucleares de torio: la energía del futuro

Gerardo Herrera Corral 09 / Sep / 19
Con la recuperación de una idea muy vieja, se podrían construir nuevos reactores nucleares con menos problemas asociados

Lo primero que se viene a la mente cuando hablamos de energía nuclear son las terribles imágenes de los accidentes en Fukushima y Chernóbil; la destrucción de las bombas atómicas en Hiroshima y Nagasaki o la basura radiactiva que no sabemos dónde guardar.

Sin embargo, la tecnología alrededor de la generación de energía nuclear ha cambiado. Nuevos métodos y una idea vieja podrían resultar en la producción de energía con menos emisión de bióxido de carbón y residuos radiactivos que ya no representan una amenaza por miles de años sino por periodos razonables de dos o tres siglos. La seguridad de estas nuevas plantas nucleares hace casi impensable la posibilidad de un accidente.

El nuevo paradigma se llama torio. Es un elemento metálico con un potencial enorme para el futuro de la humanidad. Una pequeña esfera de torio que usted puede tomar entre sus dedos es capaz de producir la energía que necesita una persona moderna durante toda su vida.

Reactores del mañana

Los reactores actuales son de dos tipos: los que funcionan con uranio 235, elemento que es enriquecido reduciendo la cantidad de uranio 238 que es más abundante y presente en el mineral que se extrae de las minas; y, los que usan plutonio 239, que se obtiene por transmutación del uranio 238.

No solo el torio es un elemento más copioso en nuestro planeta, representa también una opción mejor porque no genera residuos radiactivos en altas cantidades, los reactores del nuevo tipo podrían ser más sencillos y rápidos de construir, además de ser económicos y con un mayor nivel de seguridad.

El nuevo paradigma se llama torio. Es un elemento metálico con un potencial enorme para el futuro de la humanidad. Una pequeña esfera de torio que usted puede tomar entre sus dedos es capaz de producir la energía que necesita una persona moderna durante toda su vida
Foto: Especial

Hay cuatro veces más torio que uranio 235 en el planeta. Además, un kilo de torio produce tanta energía como 200 kilos de uranio. Con los yacimientos de torio conocidos podemos producir la electricidad del planeta entero por los próximos 10 mil años.

Una vieja idea nace

Los reactores de sales fundidas de torio están en proceso de diseño y construcción en Europa, Canadá, Estados Unidos, Rusia, India, China, entre otros, después de que, hace más de 50 años se propusiera y se hicieran las primeras investigaciones.

La idea de usar torio en lugar de uranio o plutonio fue propuesta por primera vez por el indio Homi Bhabha (1909, 1966), físico prominente y padre del gran programa nuclear de la India, cuya misteriosa muerte ha sido asociada a su trabajo en el terreno de la física nuclear.

Las ventajas del torio

Hay varias razones por las que el torio es mejor que el uranio 235 una de ellas es que el uranio 235 viene siempre mezclado con uranio 238, y cuando el uranio 238 recibe neutrones se convierte en plutonio 239, que es el material con que se construyen bombas atómicas. Si queremos evitar la proliferación nuclear entonces debemos evitar tener reactores nucleares de este tipo.

En cambio, cuando el torio absorbe un neutrón decae en protactinio que luego decae en uranio 233. Es decir, no se divide en dos en forma inmediata, sino que se convierte en un elemento que es más fisible —es decir, fraccionable–, que el uranio 235. En su forma final de uranio 233 no contiene uranio 238 que se pueda convertir en plutonio.

El uranio 233 proveniente del torio se divide en dos con mayor eficiencia que el uranio 235, y se acerca así más al ideal en que todo el material combustible es quemado. De esta manera se reduce la producción de desechos radiactivos. Más aún, el 83% de los residuos de un reactor de torio se neutralizan en 10 años y el 17% restante en 300 años.
 

La idea de usar torio en lugar de uranio o plutonio fue propuesta por primera vez por el indio Homi Bhabha (1909, 1966), físico prominente y padre del gran programa nuclear de la India, cuya misteriosa muerte ha sido asociada a su trabajo en el terreno de la física nuclear.
Foto: Pixabay

Seguridad y eficacia

Una característica interesante de los nuevos métodos es que el reactor se puede alimentar con más uranio que provenga del torio, en forma líquida. Estando en la forma de líquido se puede drenar rápidamente durante una emergencia, lo que significa desconectar el reactor con eficacia absoluta. A diferencia de los reactores como el de Chernóbil en el que, al aumentar la temperatura, la cantidad de reacciones nucleares aumentaba en un círculo destructivo, con el torio ocurre lo contrario, el número de reacciones disminuye cuando la temperatura aumenta. La seguridad esta incorporada así de manera inevitable.

Ahora nos podemos preguntar

¿por qué, si teníamos al torio acabamos con reactores de uranio? Alguna gente opina que el uranio predominó a causa de su potencial de uso en la construcción de bombas atómicas.

En plena Guerra Fría, el contar con los productos que generan los reactores de este tipo representó siempre una fortaleza frente al adversario. El torio no ofrecía tales posibilidades así que el mundo acabó desarrollando la tecnología que permitía producir energía, pero además proporcionaba plutonio para ser utilizado en armamento. La producción de plutonio que se daría en un reactor de torio es del orden de dos por ciento de lo que se produce en un reactor nuclear convencional y el contenido isotópico, o pureza, no le dan la calidad que se necesita en una bomba atómica.

Sin embargo, para que los reactores de torio terminen por llegar a nuestras vidas es necesario desarrollar la ingeniería, Lo mas probable es que la energía del futuro sea la energía nuclear.

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.