Los reactores de sales fundidas (MSR) se perfilan cada vez más como la tecnología nuclear del futuro. Estos innovadores reactores, estudiados durante más de 20 años en el LPSC*, podrían revolucionar la producción de energía nuclear al combinar seguridad, sostenibilidad y una gestión optimizada de los recursos.
Los reactores actuales, la gran mayoría de los cuales están refrigerados por agua, utilizan uranio-235 como combustible principal. Sin embargo, el uranio-235 representa solo el 0,7 % del uranio natural, lo que requiere un enriquecimiento previo y limita los recursos disponibles. Además, estos reactores producen residuos radiactivos de larga duración, que se vitrifican y almacenan, excepto el plutonio. En respuesta a estos desafíos, los MSR ofrecen una alternativa prometedora.
A diferencia de los reactores de combustible sólido, los MSR utilizan un combustible líquido: una sal fundida en la que se disuelve el material fisible. Este principio permite una gestión más flexible del combustible y facilita el reprocesamiento de residuos. Además, los MSR pueden operar con diversos combustibles, como uranio, torio, plutonio e incluso algunos materiales actualmente clasificados como residuos nucleares de otros reactores.
Un concepto con múltiples ventajas
El trabajo realizado en el LPSC por el equipo dirigido por Elsa Merle, profesora del Grenoble INP – Phelma, UGA, se centra en los MSR de neutrones rápidos, que ofrecen importantes ventajas. A diferencia de los reactores de neutrones térmicos convencionales, estos sistemas optimizan el uso del combustible y reducen la producción de residuos de larga duración. «El plutonio y otros actínidos producidos en los reactores actuales pueden reintroducirse en el circuito e incinerarse, transformando los residuos que siguen siendo peligrosos durante cientos de miles de años en residuos mucho más fáciles de gestionar», explica el equipo de científicos.
Otra gran ventaja es la seguridad intrínseca de los MSR. «En caso de avería, el combustible líquido puede redirigirse a tanques de almacenamiento donde se enfría pasivamente, eliminando el riesgo de fusión del núcleo o cualquier otra reacción energética que pudiera dañar las estructuras y, por lo tanto, provocar la liberación de radiactividad fuera del emplazamiento. Este diseño reduce drásticamente la necesidad de sistemas de seguridad complejos y disminuye el riesgo de accidentes graves».
La investigación en el corazón de los desafíos energéticos
El equipo del LPSC está realizando trabajos avanzados de modelado y simulación para estudiar el comportamiento de los reactores de reacción en cadena de la polimerasa (MSR) a diversas escalas, desde el transporte de neutrones dentro del núcleo del reactor hasta su integración en un sistema energético más amplio. El equipo está especialmente interesado en la regeneración del combustible fisible, un parámetro clave para garantizar la viabilidad a largo plazo de la energía nuclear. El equipo también destaca la excepcional versatilidad de este tipo de reactor, crucial para una cartera energética diversificada que incorpora una gama más amplia de fuentes de energía renovables.
En un momento en que la demanda mundial de energía aumenta rápidamente y es necesario eliminar gradualmente los combustibles fósiles, los reactores de reacción de masas (MSR) se perfilan como una solución sostenible. Su capacidad para generar más material fisible del que consumen podría compensar la creciente escasez de uranio fisible natural, satisfacer las crecientes necesidades energéticas y reducir el riesgo de accidentes gracias a su mayor seguridad.
Una reputación internacional
Durante mucho tiempo, los investigadores del LPSC fueron los únicos que trabajaron en este tema, pero desde entonces su experiencia ha sido reconocida internacionalmente. Ya en 2008, fueron los primeros en proponer el concepto de un MSR de neutrones rápidos en el Foro Internacional de la IV Generación. Desde entonces, el número de iniciativas ha crecido significativamente: China lanzó un programa experimental en 2013, y numerosas empresas emergentes de todo el mundo, incluida Francia, invierten en el desarrollo de pequeños reactores modulares basados en esta tecnología.
El laboratorio participa en numerosos proyectos de colaboración con fabricantes como Framatome y Corys, consorcios europeos y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), así como con empresas francesas como Orano, Naarea, Stellaria y EDF. También contribuye a la formación de ingenieros especializados, garantizando la transferencia de conocimiento en este campo estratégico de investigación.
Estrecha colaboración con la industria y el mundo académico
La investigación del LPSC se basa en una red de colaboraciones con la industria y la academia. El laboratorio colabora estrechamente con socios como el laboratorio IJCLab en Orsay, Framatome, Orano y el CEA para superar las barreras tecnológicas en el diseño de MSR, en particular en lo que respecta a la corrosión de materiales y el tratamiento de combustibles.
El LPSC también participa en varios proyectos europeos y colabora con laboratorios de investigación internacionales para profundizar en la comprensión de los fenómenos físicos y químicos que intervienen en los reactores de reacción en masa (MSR). A través de estas colaboraciones, el equipo contribuye activamente al progreso científico y al desarrollo de tecnologías que podrían integrarse en futuras generaciones de reactores nucleares.
Gracias a estos avances, los MSR podrían desempeñar un papel clave en la transición energética global, ofreciendo una fuente de energía abundante, flexible y segura capaz de afrontar los desafíos del siglo XXI.
Grenoble INP – UGA News. Traducido al español
