El futuro de la energía nuclear a medio plazo está estrechamente ligado a las centrales nucleares de cuarta generación. En su diseño los ingenieros de las empresas que están trabajando en la puesta a punto de estas plantas de fisión nuclear han partido de cero para no verse lastrados desde un punto de vista conceptual por las deficiencias introducidas por las generaciones anteriores. Sí, las centrales nucleares de cuarta generación son muy diferentes a las plantas que están actualmente en operación y con las que estamos familiarizados.
El primer requisito que deben cumplir consiste en alcanzar la máxima sostenibilidad posible, de manera que el combustible se aproveche al máximo para producir energía, se minimice la cantidad de residuos radiactivos resultantes y su gestión sea lo más eficiente posible. El segundo requisito atañe a la inversión económica que es necesario afrontar para poner en marcha y mantener la central nuclear, que debe ser lo más baja posible para que pueda equipararse al gasto que exigen otras fuentes de energía, reduciendo, de esta forma, el riesgo financiero.
Y el tercer y último requisito estipula que la seguridad y la fiabilidad deben ser lo suficientemente altas para minimizar la probabilidad de que el núcleo del reactor sufra daños. Además, si se produjese un accidente no debería ser necesario tomar medidas de emergencia más allá de las instalaciones de la central nuclear. Las exigencias que introducen las centrales nucleares de cuarta generación son ambiciosas porque aspiran a erradicar de un plumazo muchas de las deficiencias que lastran a los diseños anteriores.
China va en cabeza y apunta muy alto
Durante los últimos años las empresas que están involucradas en la puesta a punto de reactores de fisión de cuarta generación han desarrollado seis diseños diferentes. Uno de los más prometedores es el reactor de muy alta temperatura (VHTR), que está refrigerado por helio y que se puede adaptar para producir hidrógeno. También es muy interesante el diseño del reactor rápido refrigerado por gas (GFR), que puede utilizar como combustible buena parte de los residuos que tenemos actualmente. Y el reactor rápido refrigerado por sodio (SFR), que también puede usar como combustible los residuos radiactivos actuales.
El hito de Shidao Bay-1 dará el pistoletazo de salida a la puesta en marcha de otros reactores de cuarta generación tanto en China como en otros países
Otro diseño atractivo es el reactor supercrítico refrigerado por agua (SCWR), que trabaja por encima del punto crítico termodinámico del agua. O el reactor rápido refrigerado por aleación de plomo (LFR), que utiliza un ciclo de combustible cerrado para afrontar una transformación eficiente del uranio fértil. Y, por último, también es interesante el diseño del reactor de sales fundidas (MSR), que utiliza como combustible las mencionadas sales fundidas y el resultado del reciclaje de los actínidos, que son un grupo de elementos pesados de la tabla periódica del que forman parte, entre otros, el uranio, el plutonio y el torio.
Ya hemos indagado en todo lo que nos viene bien saber antes de coquetear con la auténtica protagonista de este artículo: la central nuclear Shidao Bay-1, que está alojada en la provincia de Shandong, en el extremo noreste de China. Esta planta pertenece al grupo empresarial China Huaneng, y en el futuro será recordada por haberse consolidado como la primera central nuclear que opera un reactor de cuarta generación con propósito comercial. Sin lugar a dudas este hito dará el pistoletazo de salida a la puesta en marcha de otros reactores de cuarta generación tanto en China como en otros países que también apuestan por esta tecnología, como EEUU, Francia o Rusia.
Curiosamente el reactor de fisión utilizado en Shidao Bay-1 es diferente a los seis diseños en los que hemos indagado unas líneas más arriba. Esas son las propuestas que tienen una mayor madurez, pero el reactor de esta planta es un diseño modular pequeño de origen estrictamente chino conocido como HTR-PM (High-Temperature Reactor-Pebble bed Modules), que podemos traducir al español como reactor modular de lecho de bolas de alta temperatura. Este dispositivo se caracteriza por emplear helio como refrigerante y grafito como moderador.
Los elementos de combustible nuclear que utiliza son, curiosamente, esféricos, y están recubiertos de grafito. Durante los próximos años China Huaneng instalará 19 reactores HTR-PM adicionales en la central nuclear Shidao Bay-1, de modo que cada unidad reunirá dos reactores que operarán una turbina de vapor de 210 MW. Este es, sin lugar a dudas, el futuro de la energía nuclear para las próximas décadas. Al menos hasta que la fusión nuclear comercial esté lista (según EUROfusion llegará durante la década de los 60). Y China está pisando muy fuerte. Actualmente el país liderado por Xi Jinping tiene 55 reactores nucleares en operación, y según World Nuclear Association está construyendo 26 más. Ahí queda eso.
Imagen de portada: Petr Pavlicek/IAEA
Más información: Foro Nuclear
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