El pequeño reactor es adecuado para abastecer poblaciones remotas, operaciones de minería y perforación, instalaciones industriales, calefacción urbana, generación de hidrógeno, bases militares y centros de datos
Modelo del reactor nuclear https://s1.elespanol.com
Las centrales nucleares, junto a la hidroelectricidad y los paneles eólicos y solares, constituyen una oferta generadora de energía limpia y sostenible. En algunos países decidieron poner fecha de cierre a algunos reactores, por los riesgos que suponen, pero el creciente consumo energético ha obligado a extender su vida útil con adecuaciones y mantenimientos. Inclusive se ha planteado reabrir instalaciones fuera de servicio y, fabricar minirreactores nucleares más prácticos, económicos y multiusos.
Uno de los factores que impulsa el apetito por la energía nuclear es la asombrosa expansión de la inteligencia artificial, que depende de centros de datos que requieren una enorme cantidad de energía. El año pasado, los gigantes tecnológicos –Microsoft, Google y Amazon– mostraron un renovado interés por la energía nuclear como fuente con garantía del suministro seguro y confiable para sus proyectos.
En los esfuerzos para repensar los modelos de reactores, 2025 marca un paso importante para los reactores avanzados, que comienzan a pasar a la fase de construcción. En la fase intermedia han surgido los reactores modulares pequeños con una capacidad de potencia de hasta 300 MW(e) por unidad. Un tercio de la capacidad de generación de los reactores nucleares de potencia tradicionales.
Westinghouse Electric Company desarrolla el microrreactor nuclear eVinci. Basado en tecnología nuclear espacial, ocupa poco espacio, no tiene piezas móviles y puede reemplazarse para repostar, como si se tratara de una bombona de gas.
Los minirreactores nucleares, la solución
Estos pequeños equipos podrían ayudar a resolver hasta el problema energético de Estados Unidos. Varios reactores en conjunto, por ejemplo, podrían abastecer un campus universitario o una comunidad minera remota, reseña Popular Mechanics. Podrían instalarse en barcazas y servir como centrales nucleares flotantes, llevando energía donde se necesite por aire, mar u océano a sitios recónditos.
Mientras que las centrales nucleares pueden generar un gigavatio de electricidad al año, sus pares más pequeños producen una cantidad más modesta de 1 a 20 megavatios, suficiente para abastecer a miles de hogares durante un año. Otra variable importante es la reducción del riesgo.
«Al ser mucho más pequeñas y más sencillas, con menos acero y hormigón, si un proyecto de microrreactor fracasa, se pierden 200 millones de dólares en lugar de 15.000 millones», afirma Jacopo Buongiorno, profesor de ciencias e ingeniería nuclear del MIT.
Su precio accesible los convierte en una apuesta atractiva para empresas como Radiant Nuclear y Oklo.
Así como para gigantes consolidados en energía nuclear como Westinghouse
La preocupación por el cambio climático también ha impulsado en resurgimiento de la energía nuclear. Su cualidad de cero emisiones y su capacidad para generar grandes cantidades de energía, le permiten afrontar con éxito muchos de los desafíos del sector energético.
Sin embargo, la industria nuclear debe superar problemas relacionados con la seguridad (percibida o no), la disponibilidad y el costo, a la vez que acelera significativamente el proceso de construcción.
Movilidad y practicidad en los pequeños reactores
La solución de Westinghouse es el microrreactordenominado eVinci, de menos de 3 m de diámetro, que genera hasta 5 megavatios eléctricos (MWe) con un diseño de núcleo de 15 megavatios térmicos (MWth). Esta configuración compacta puede fabricarse en lugar de in situ y funciona durante más de ocho años con una sola recarga de combustible.
Cuando se agota el combustible, el reactor se apaga por completo, recoge New Atlas, se carga en un camión y se devuelve a la fábrica para su reabastecimiento o sustitución por un nuevo reactor.
Lo que diferencia de eVinci de otros reactores pequeños es que no tiene partes móviles una vez en funcionamiento normal y no requiere circulación de agua u otro refrigerante. Utiliza combustible TRISO (TRI-ISOtrópico estructural) altamente robusto, compuesto de uranio enriquecido al 19,75 %, sellado en pastillas del tamaño de semillas de mijo, hechas de uranio, carbono y cerámica.
Estas pastillas se combinan en pequeñas esferas que luego se empaquetan en barras y se insertan en el núcleo. El resultado es un conjunto combustible extremadamente duradero, resistente al calor y la corrosión, que produce una reacción nuclear autolimitada que no puede descontrolarse.
Westinghouse explica más detalles de la operatividad del minirreactor nuclear. Señala que además de las barras de combustible, se insertan barras de apagado durante el transporte para detener por completo la reacción nuclear. También es necesario apartar un tambor giratorio para que se active el núcleo. En caso de emergencia, este tambor retrocede pasivamente a su posición para apagarlo todo.
A prueba de accidentes
Una vez que todo está en funcionamiento, no se necesitan piezas móviles para mantener el reactor en funcionamiento, incluido el sistema de refrigeración. En lugar de circular agua, aire, helio o sales fundidas, el reactor utiliza un monolito de acero sólido para albergar el núcleo y absorber el calor. Desde allí, los tubos de calor alcalinos disipan la calidez pasivamente mediante cambios de fase en el metal alcalino para enfriar el reactor y convertir el calor en electricidad.
El resultado es un diseño compacto e intrínsecamente seguro. La compañía afirma que el eVinci puede instalarse sobre el suelo en una planta relativamente ligera que requiere solo unos 8.090 m2. Y requiere poco personal para operaciones y seguridad. El núcleo es lo suficientemente pequeño como para transportarse en contenedores estándar por tren, barcaza o camión.
Además de la generación de energía civil, el pequeño reactor también es adecuado para abastecer ubicaciones remotas, operaciones de minería y perforación. Instalaciones industriales, calefacción urbana, generación de hidrógeno, investigación, bases militares y centros de datos. Asimismo puede configurarse para cargas bajo demanda, lo que le permite integrarse con las redes eléctricas eólicas y solares.
En caso de accidente o parada inesperada, los microrreactores nucleares modernos también son más seguros que las generaciones anteriores de reactores nucleares, que dependen de energía externa para operar medidas de seguridad críticas. Un terremoto y tsunami en Fukushima, Japón, en 2011, por ejemplo, desactivó los sistemas de refrigeración eléctricos diseñados para prevenir las fusiones del núcleo.
Producir tanto como automóviles
Los microrreactores, en cambio, “están diseñados para enfriarse pasivamente, lo que significa que no requieren electricidad ni bombas”, afirma Jess Gehin, directora adjunta de laboratorio de Idaho National Labs, donde empresas como Westinghouse y Radiant planean probar sus microrreactores. Pierden calor mediante mecanismos sin intervención, como la conducción, las caídas de presión o la transferencia de calor radiactiva. En resumen, la probabilidad de una fuga radiactiva es “extremadamente baja”, afirma Gehin.
Las grandes tecnológicas, con sus centros de datos y sus descomunales necesidades energéticas, están interesados. Las universidades también se han sumado. Tanto Penn State como el MIT han expresado interés en adoptar eVinci para alimentar sus campus, según Jon Ball, presidente de eVinci Technologies en Westinghouse. Además, funcionan de forma autónoma. Requieren una o dos personas para mantener el sistema, en lugar del ejército empleado en las centrales tradicionales.
La empresa dice que ha presentado un Informe Preliminar de Diseño de Seguridad para el microrreactor nuclear eVinci al Centro Nacional de Innovación de Reactores del Departamento de Energía, lo que marca un hito para el dispositivo.
“Esta solicitud de PSDR es un paso crucial para la puesta en marcha comercial del microrreactor eVinci de Westinghouse”, afirma Ball. “Nuestro objetivo es desplegar múltiples microrreactores eVinci en el mundo para finales de la década, 2030. Y nuestra sólida y continua colaboración con el INL y el Departamento de Energía es fundamental para nuestros esfuerzos”.
«Westinghouse espera, con el tiempo, producir microrreactores de forma similar a como Henry Ford ensamblaba automóviles”, anticipa Ball.
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