Los reactores nucleares del futuro tienen un problema con Rusia
di que quieres para hacer combustible nuclear: tome un poco de uranio y use magia molecular para transformar este elemento de metal pesado en gas. Luego colóquelo en una centrífuga y gírelo en un tornado radiactivo hasta que las partículas más ligeras se acumulen hacia el centro. Estas son moléculas que contienen el isótopo de uranio 235. Este es el isótopo para ti porque puede producir energía cuando se separa. Haz esto una y otra vez en una serie de centrífugas conocidas como cascadas, aspirando U-235 cada vez y muy pronto tendrás uranio poco enriquecido, combustible para un reactor nuclear tradicional. Continúe lo suficiente y eventualmente alcanzará un alto enriquecimiento, y es posible que tenga los ingredientes para una bomba.
Hace unas semanas, si le hubiera preguntado a Jeff Navin, que dirige la política gubernamental en TerraPower, una startup nuclear respaldada por Bill Gates, dónde esperaría que se produjera el primer lote de combustible para los nuevos reactores de su empresa, tendría una idea clara. respuesta: Rusia. Los diseños de reactores avanzados como el de TerraPower son solo sugerencias en este momento, pero prometen ser más seguros y más estrictos que las centrales eléctricas masivas actuales. La esperanza es que puedan revivir la energía nuclear en los Estados Unidos y Europa, donde los reactores viejos se están cerrando más rápido que los nuevos. En Estados Unidos, solo se están construyendo dos plantas, y han sufrido grandes retrasos y sobrecostos. En teoría, los reactores modernos podrían ser más baratos de construir, ofreciendo un complemento a las fuentes de energía renovable como la eólica y la solar.
Pero para que eso suceda, necesitan un tipo especial de combustible que pueda entregar energía en un paquete más pequeño y eficiente. No un 5 por ciento de uranio enriquecido, como el combustible de las centrales nucleares actuales, sino hasta un 20 por ciento de U-235, que es el límite para el uranio "altamente enriquecido". Actualmente, el único lugar que puede enriquecer uranio a este dulce lugar es Rusia. En particular, esto lo hizo una compañía llamada Tenex, una subsidiaria de la compañía de energía nuclear del gobierno, Rosatom. En 2020, cuando el Ministerio de Energía anunció su programa de demostración de reactores avanzados, que incluía un premio de 160 millones de dólares compartido entre TerraPower y su competidor X-Energy para construir reactores piloto para 2027, estaba claro que Rusia sería la fuente original de combustible.
Luego vino la guerra en Ucrania. "Definitivamente cambió nuestros planes", dijo Navin. “No tenemos ningún interés en apoyar una empresa estatal rusa.” Siempre ha habido preocupaciones, dijo, sobre la dependencia del combustible ruso. El plan original de la compañía era poner en marcha el primer reactor con la ayuda de Rusia y luego pasar a una cadena de suministro interna, que se construiría mientras tanto. Ahora, junto con muchos de sus colegas y competidores en la industria de reactores avanzados, Navin está tratando de descubrir dónde más encontrar este combustible sin descarrilar su línea de tiempo.
La necesidad de este combustible, llamado HALEU o uranio poco enriquecido de alto grado, es en gran parte teórica, ya que todavía no hay reactores avanzados. Actualmente, la demanda de este combustible en Estados Unidos se limita a usos militares, isótopos para tratamientos médicos y aplicaciones teóricas para la investigación espacial, como posibles sistemas de energía para naves espaciales. La Administración Nacional de Seguridad Nuclear ha liberar suficiente uranio enriquecido Sin embargo, para satisfacer estas necesidades para 2060, Rusia está enriqueciendo activamente la nueva HALEU, en parte porque mantiene una pequeña flota de plantas más antiguas que usan combustible de clase superior. Aunque la industria nuclear, junto con las importaciones de gas natural y níquel para baterías de automóviles eléctricos, hasta ahora ha estado exenta de sanciones recientes, las empresas estadounidenses ahora consideran que el uranio ruso es radiactivo.
"Honestamente, seamos realistas. No creo que esta opción esté sobre la mesa", dijo Jacob DeWitt, director ejecutivo de Oklo, una startup de Silicon Valley que está diseñando su propio reactor dependiente de HALEU. “Hay una brecha real en este momento: no podemos 'importarlo y todavía no podemos producirlo'.
De todas las formas de producir HALEU, la forma más rápida para que Estados Unidos aumente la producción sería "mezclar el uranio altamente enriquecido que ya tiene". Este proceso, que consiste en mezclarlo con un metal no enriquecido, se ha realizado muchas veces antes. Hace décadas, cuando terminó la Guerra Fría, los militares tuvieron un problema inesperado: demasiado uranio apto para armas. Los tratados de no proliferación con Rusia y otros países significaban que el mundo quería menos armas nucleares, por lo que los militares hicieron inventario del uranio enriquecido, que tenían, y convirtieron el excedente en combustible para reactores estándar: 5 por ciento de enriquecimiento o estado HALEU. Hubo una pequeña protesta en ese momento. ¿Quién quiere tener una pila de uranio apto para armas cuando se puede usar para energía limpia?
Ahora, la industria de los reactores avanzados mira hacia atrás a estas soluciones con algo de pesar. "Nadie perdería el sueño en este momento si todavía lo hicieran". teníamos un banco de combustible”, dice DeWitt. Él y otros en la industria están a favor de que los militares reconsideren si sus reservas restantes podrían convertirse en HALEU, aunque DeWitte reconoce que "tomar prestados" recursos nucleares del gobierno sería políticamente divertido.
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