Este es el combustible que la fisión nuclear lleva décadas esperando: es más seguro, eficiente y dura más
Durante los últimos cinco años los reactores de fisión modulares y compactos, conocidos como SMR por su denominación en inglés (Small Modular Reactor), han acaparado todo el protagonismo. Estas máquinas están llamadas a reemplazar a los reactores de fisión nuclear convencionales debido a que, sin indagar en sus peculiaridades, son más pequeñas, limpias, seguras y baratas. Sin embargo, actualmente se está innovando en este terreno más allá de los reactores.
Otra área a la que algunas organizaciones de investigación y empresas están dedicando sus recursos es el combustible empleado en esta forma de generación de electricidad. Como os explicamos en el artículo que publicamos después de visitar la fábrica de barras de combustible que tiene la empresa pública española ENUSA Industrias Avanzadas en Salamanca, el combustible empleado habitualmente en los reactores de fisión está constituido por óxido de uranio en polvo ligeramente enriquecido (nunca por encima del 5%).
Esto significa que como mucho solo el 5% de la masa total de uranio es el isótopo uranio-235 (que es el «fácilmente» fisionable), mientras que el resto es mayoritariamente uranio-238. Puede parecer que hay muy poco uranio-235 frente a la masa total de uranio, pero en realidad esta cantidad es suficiente para sostener la reacción de fisión nuclear. Por otro lado, esta es la proporción fijada por la normativa internacional para la producción de combustible para las centrales nucleares. Un apunte interesante: las armas nucleares utilizan uranio de alto enriquecimiento, por lo que más del 90% de la masa total es uranio-235.
Lightbridge Fuel está listo para reemplazar al combustible convencional
Para fabricar las barras de combustible que emplea la mayor parte de los reactores en operación es necesario someter al uranio a los procesos de mezclado, prensado, sinterizado, rectificado e inspección. Estos procedimientos se llevan a cabo en una zona de la fábrica conocida como área cerámica, y a continuación toma el relevo la zona mecánica para fabricar los elementos combustibles que finalmente irán a parar a las centrales nucleares. Lo que propone la compañía estadounidense Lightbridge Corporation con su combustible nuclear Lightbridge Fuel es diferente.
La principal aportación del combustible Lightbridge Fuel es que en su producción está implicado un proceso conocido como coextrusión
Su combustible ha sido diseñado para ser utilizado en los reactores de agua ligera y los presurizados de agua pesada existentes, por lo que ha sido desarrollado con la vocación de reemplazar las barras de combustible tradicionales. La principal aportación del combustible Lightbridge Fuel es que en su producción está implicado un proceso conocido como coextrusión.
Consiste en recubrir las pastillas cilíndricas de uranio empobrecido y circonio con una aleación de circonio para a continuación someter esta estructura a una presión elevada en un troquel con el propósito de dar forma a una varilla cilíndrica de aproximadamente 2,4 metros de longitud.
La aleación de circonio empleada en el revestimiento es crucial para confinar el combustible radiactivo dentro del reactor nuclear. En cualquier caso, lo realmente importante es que según sus creadores el combustible Lightbridge Fuel aventaja en varios parámetros clave al combustible convencional.
«Al integrar la aleación de uranio y circonio con un material de revestimiento de grado nuclear estamos mejorando la seguridad, la eficiencia y el rendimiento del combustible», asegura Scott Holcombe, vicepresidente de ingeniería de Lightbridge Corporation. Si este combustible finalmente supera todas las pruebas de seguridad pertinentes y es aprobado por las autoridades reguladoras en el futuro también podrá emplearse en los reactores modulares y compactos (SMR).
Más información | Interesting Engineering
