China logra un hito hacia la autosuficiencia energética al ‘producir’ uranio a partir de torio

• Un reactor experimental desarrollado en el desierto de Gobi por la Academia China de Ciencias logró una conversión de combustible exitosa al transformar torio en uranio
• Este reactor de sales fundidas basado en torio con combustible líquido de 2 megavatios (TMSR) es el único caso en el mundo que realmente ha cargado y utilizado combustible de torio
• Los resultados del experimento se consideran evidencia inicial que demuestra la viabilidad técnica del uso de recursos de torio en sistemas de reactores de sales fundidas
• La Academia China de Ciencias explicó que este logro representa un salto importante en el desarrollo de tecnología nuclear limpia y sostenible
• Esta tecnología tiene una importancia clave para la autosuficiencia energética de China y la estabilidad a largo plazo del suministro de combustible nuclear

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Logro del reactor experimental de torio en el desierto de Gobi

• El Instituto de Física Aplicada de Shanghái de la Academia China de Ciencias logró convertir torio en uranio mediante un reactor experimental desarrollado en el desierto de Gobi
  • El reactor tiene la forma de un reactor de sales fundidas basado en torio con combustible líquido de 2 megavatios (TMSR)
  • El experimento fue evaluado como una implementación exitosa de tecnología innovadora basada en fisión nuclear

El único reactor del mundo que usa combustible de torio

• Se confirmó que este TMSR es actualmente el único reactor del mundo que realmente ha cargado y utilizado combustible de torio
  • Llama la atención como un caso de demostración del ciclo de combustible torio-uranio, distinto de los sistemas tradicionales de combustible nuclear

Significado técnico y perspectivas futuras

• La Academia China de Ciencias anunció que este experimento demostró la viabilidad técnica del aprovechamiento de recursos de torio en sistemas de reactores de sales fundidas
  • Este resultado se considera un avance técnico importante para asegurar energía nuclear limpia y sostenible
• El artículo no menciona planes adicionales de comercialización ni un calendario al respecto

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Opiniones de Hacker News

• Antes de emocionarse, hay que entender exactamente qué significa este experimento
  China puso en marcha un reactor experimental que convierte torio en uranio, pero la tasa de conversión fue de apenas 0.1
  Es decir, en la práctica se consumieron 10 unidades de combustible nuclear existente para crear un nuevo átomo fisible
  Esta conversión también ocurre en reactores comunes: los de agua ligera tienen una tasa de alrededor de 0.6 y los de agua pesada, de 0.8
  Por lo tanto, el logro de China está técnicamente por debajo de lo existente, pero lo novedoso es que usó torio
  La viabilidad económica sigue siendo incierta, pero si se invierte a largo plazo a nivel estatal, quizá dentro de unos 30 años podrían surgir resultados significativos
  Artículos relacionados: World Nuclear News, Wikipedia - Breeder reactor

  • El problema fundamental es la densidad energética y abundancia del uranio
    Por ahora hay suficiente uranio, así que no existe una razón económica para construir sistemas complejos de reciclaje
  • Incluso en reactores comunes se genera plutonio con el tiempo, y este termina aportando una parte importante de la energía
    Si se usa torio, la energía puede obtenerse en la secuencia torio → uranio → plutonio, pero si la tasa de conversión es baja, podría volverse difícil mantener la criticidad
  • Da la impresión de que China está siguiendo una estrategia para consolidarse como potencia científica antes de que se desacelere su crecimiento industrial

• La clave de este experimento es el diseño de reactor de sales fundidas (MSR)
  Como el combustible se usa disuelto en sal fundida FLiBe, es posible hacer procesamiento de combustible en tiempo real sin tener que reemplazarlo dentro de un recipiente de presión sellado, como sucede con las barras de combustible sólido
  Gracias a esta estructura también se puede experimentar con el ciclo de combustible de torio
  Esta investigación se basa en los experimentos históricos de Oak Ridge

  • Lo singular no es el MSR en sí, sino que quema torio
  • El MSR tiene características atractivas, pero su gran desventaja es el daño a los materiales por exposición a neutrones
    Como el combustible está en estado líquido, la radiación puede llegar hasta las paredes del contenedor, y aun usando blindaje de grafito aparecen problemas de daño y contaminación
    El experimento de Oak Ridge también llegó al límite de su vida útil por radiación
    En cambio, en los reactores de agua ligera el agua actúa como amortiguador y la vida útil de las estructuras es mucho mayor
  • Surge entonces la pregunta: “entonces, ¿quién absorbe los neutrones?”

• Un artículo que explica bien el significado de este avance: Science and Technology Daily

  • Según el artículo, China planea completar y poner en operación para 2035 un reactor de demostración TMSR de 100 megavatios
    Sería una décima parte del tamaño de una central nuclear comercial (1 gigavatio), como experimento intermedio antes de la siguiente etapa

• Este texto es un extracto de la parte inicial de un artículo de 29 párrafos de SCMP
  Texto original: enlace de archive.is

  • Como encontraron el enlace original, dicen que reemplazaron la fuente superior por el original en lugar de HumanProgress.org

• En las últimas semanas este tema se publicó varias veces, pero no recibió mucha atención
  Tal vez ya llegó el momento de que Occidente alcance a la tecnología china

  • Pero el MSR de torio tiene baja viabilidad económica en regiones abundantes en uranio (Estados Unidos, Europa, Australia)
    Según las condiciones geológicas de cada región, surgirán soluciones distintas
  • En realidad, esto es tecnología estadounidense retomada por China
    Durante los últimos 60 años se detuvo no por limitaciones técnicas, sino por razones políticas
  • Ya en la década de 1950, Rickover hizo experimentos de reproducción con torio en Shippingport, en Estados Unidos
    Es decir, el intento de China no es completamente nuevo
  • En sentido contrario, también hay quien sostiene que “China más bien copia la tecnología occidental”
  • La tecnología de reproducción, al final, es una tecnología sin viabilidad económica
    En el mercado actual es mucho más barato usar uranio fresco

• El torio surge en grandes cantidades como subproducto del refinado de tierras raras
  China ya lo tiene acumulado en grandes volúmenes, así que está buscando cómo aprovecharlo

• Resulta interesante que este reactor no necesita agua y puede construirse tierra adentro
  La mayoría de las plantas nucleares usan vapor para mover turbinas, pero esto parece tener una estructura distinta

  • Este diseño usa CO₂ supercrítico como medio de transferencia de calor, así que no necesita agua
    Es más seguro y también podría usarse para producir combustibles sintéticos, no solo electricidad
    Por ejemplo, se podría extraer CO₂ del agua de mar y producir hidrógeno por electrólisis para fabricar combustibles sintéticos de hidrocarburos
  • Claro, muchas plantas nucleares también están tierra adentro y obtienen agua de enfriamiento de lagos artificiales o ríos

• Escuché que esta tecnología fue originalmente una idea nacida en Estados Unidos y que China la retomó

  • De hecho, en la década de 1960 Oak Ridge llevó a cabo el Molten-Salt Reactor Experiment en Estados Unidos
    En ese momento se criaba y utilizaba uranio-233 a partir de torio, pero el proyecto se suspendió por su baja viabilidad económica y alto costo de desmantelamiento
    En 1994 incluso se detectó una situación peligrosa por acumulación de gas flúor y otros factores
  • Como el ciclo de combustible de torio no era adecuado para producir armas, no tenía atractivo militar,
    y después del accidente de Three Mile Island el interés de Estados Unidos en la energía nuclear cayó drásticamente, por lo que la investigación se detuvo
  • Ha habido intentos privados, como el proyecto MSTR en el que invirtió Bill Gates,
    pero las barreras regulatorias siguen siendo grandes e ineficientes
  • Referencia histórica relacionada: Wikipedia - Thorium-based nuclear power
  • India es uno de los países que más seriamente ha invertido en este campo

• La danesa Copenhagen Atomics está desarrollando un MSR modular del tamaño de un contenedor
  Sitio oficial

  • Ya construyó algunos prototipos y planea la primera reacción nuclear en cadena en PSI en 2027
    Parece apuntar a la comercialización pensando más en 2050 que en 2030

• En las capas de arena de la costa oeste de Sri Lanka hay abundante torio
  Puede extraerse con dragas a profundidades de entre 10 y 100 m

  • En realidad, el torio puede obtenerse en cualquier lugar donde haya minas de tierras raras
    No hace falta extraerlo por separado: puede recuperarse de la roca de desecho de minas existentes