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Energía nuclear híbrida

Diversos proyectos proponen la unión de la fisión y la fusión nuclear para crear, dentro de unos años, centrales más económicas y limpias

Numerosos investigadores en todo el mundo trabajan en sistemas híbridos que aprovechan las ventajas de la fisión nuclear (utilizada en los reactores convencionales) y la fusión, para producir así una energía más económica y limpia que en las actuales centrales nucleares. Los expertos apuntan un gran potencial de estos sistemas, si bien reconocen que todavía se necesitarán varios años de desarrollo para poderlos ver en acción.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Texas (UT) en Austin, EE.UU., ha dado a conocer recientemente una tecnología que combina la fisión y la fusión nuclear para reprocesar residuos radiactivos y generar de paso energía, reduciendo los costes y el peligro del almacenamiento de las centrales convencionales.

El sistema, denominado "Fuente de Fusión Compacta de Neutrones" (CFNS en sus siglas inglesas), elimina los sedimentos radiactivos producidos en los "reactores de agua ligera", utilizados en las centrales nucleares antiguas. En Estados Unidos, por ejemplo, hay más de 100 centrales de este tipo, que sólo pueden destruir el 75% de sus residuos radiactivos. El 25% restante, de larga vida radiactiva, y conocidos como sedimentos transuránicos (un subproducto del uranio), tienen que depositarse en grandes almacenes geológicos, con los consiguientes costes y riesgos.

Una CFNS podría destruir los residuos de entre 10 y 15 reactores convencionales

Los responsables del sistema aseguran que una CFNS podría destruir los residuos de entre 10 y 15 reactores convencionales. Además, durante el proceso se genera un calor que puede transformarse en electricidad. Para ello, la CFNS, del tamaño de una habitación pequeña, utiliza un "tokamak de botella magnética", una máquina capaz de confinar plasma de fusión a altas temperaturas (más de 100 millones de grados centígrados) durante el tiempo necesario. El tokamak se habilita por un sistema desarrollado por los investigadores de la UT, denominado "Super X Divertor", capaz de manejar la enorme cantidad de calor y flujo de partículas sin destruir el aparato. Por ello, varios grupos están considerando implementar un "Super X Divertor" en sus máquinas de fusión, como el tokamak MAST de Reino Unido, y el DIIID, de General Atomics, y el NSTX, de la Universidad de Princeton, en EE.UU.

No obstante, los investigadores de la UT recuerdan que para que su sistema se generalice tendrán que pasar "unos pocos años, pero que llegarán a tiempo para las nuevas centrales nucleares en los Estados Unidos". Para ello, subrayan, tendrán que crear más simulaciones, transformarlas en un proyecto de ingeniería, y lograr financiación para construir un prototipo. De esta manera, según sus impulsores, este sistema sería un paso intermedio entre las actuales centrales de fisión y las futuras de fusión.

Otros proyectos mundiales

La idea de integrar la fisión y la fusión nuclear no es nueva. Los primeros proyectos conceptuales datan de mediados del siglo XX, como los de Andrei Sakharov o Edward Teller (padre de la bomba H). Posteriormente, diversos científicos rusos, como los del Instituto de Física Teórica y Experimental (ITEP) y del Instituto Lebedev, propusieron el uso de la fusión nuclear por confinamiento inercial utilizando aceleradores o láseres como fuente para un reactor híbrido.

La doble ganancia híbrida podría justificar la construcción de una planta en un plazo de cinco a diez años

No obstante, en la actualidad, el proyecto más destacado, tanto por sus avances como por su presupuesto, es el denominado "Energía Fusión-Fisión Láser Inercial" (LIFE en sus siglas inglesas), según Juan Antonio Rubio, director general del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT). Promovido por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California (EE.UU.), este proyecto utiliza una instalación láser, ya en operación y denominada National Ignition Facility (NIF) que libera 1,8 megajulios (MJ) a través de 192 haces durante un tiempo de decenas de nanosegundos. Su objetivo es conseguir una ganancia energética de hasta un orden 30 en 2010 ó 2011, a la que se sumaría la ganancia, del orden de 4 ó 5, producida en la fisión inducida. Según Rubio, con esa doble ganancia se podría justificar la construcción de una planta, que podría estar disponible en un plazo de cinco a diez años.

Por su parte, en España también hay científicos que trabajan en esta línea de investigación. En el Instituto de Fusión Nuclear de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) se trabaja de forma teórica para mejorar el sistema inercial. Asimismo, el Departamento de Fusión por Confinamiento Magnético del CIEMAT, que forma parte del programa europeo de fusión y participa en el proyecto mundial ITER, también conoce estos sistemas y puede, en su caso, colaborar activamente en su desarrollo experimental. Asimismo, uno de los mejores expertos del proyecto LIFE, Tomás de la Rubia, es también español.

Ventajas e inconvenientes de la energía nuclear híbrida

Juan Antonio Rubio destaca diversas ventajas de los sistemas híbridos de energía nuclear:

  • Se utilizan tecnologías ya existentes en ambos dominios, una en fase avanzada para esta aplicación.
  • Se podrían aprovechar diversos elementos, como el uranio natural y el empobrecido, o el torio. Asimismo, elementos como el plutonio y los actínidos (neptunio, americio y curio) generados en las plantas nucleares de fisión nuclear actuales o de nueva generación podrían ser utilizados y eliminados.

En cuanto a sus inconvenientes, el director general del CIEMAT destaca los siguientes:

  • Tiene que haber una demostración efectiva. En este sentido, está por precisar el coste de la instalación y sus desarrollos. Las perspectivas indican que podrían convertirse en una fuente energética importante para los países desarrollados, aunque para los países en vía de desarrollo los costes podrían no ser asumibles.
  • Las tecnologías de fusión inercial pueden tener una aplicación en defensa y, por lo tanto, su difusión sería limitada.



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