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Fast Reactor Experiments for hYbrid Applications

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Transmutación de residuos nucleares mediante acelerador

Los avances en la tecnología de los aceleradores ha hecho posible generar un haz de partículas que permite transformar combustible nuclear gastado en un material reutilizable. Un equipo de físicos financiado por la UE trabajó conjuntamente con un equipo de ingenieros en la monitorización en línea de un sistema accionado por acelerador (ADS) de este tipo.

Energía
Investigación fundamental

Los ADS se podrían emplear para la transmutación de los actínidos menores y otros productos de fisión con vidas medias largas, lo cual daría una respuesta al problema de la gestión de los residuos nucleares. Consiste en un núcleo de reactor subcrítico rápido acoplado a un acelerador que produce los neutrones adicionales necesarios para mantener la potencia generada por el núcleo del reactor. La monitorización en línea de un sistema tan potente en funcionamiento ha centrado las labores de investigación de una serie de proyectos desarrollados bajo los auspicios de la Unión Europea. En el Centro de Investigación Nuclear SCK•CEN de Bélgica se realizaron diversos experimentos, dentro del marco del proyecto FREYA (Fast reactor experiments for hybrid applications). La instalación «Venus» se modificó para convertirla en un reactor rápido de uranio enriquecido y refrigerado por plomo. Esta maqueta de reactor rápido se acopló a un acelerador que generaba un haz de deuterones —la fuente GENEPI-3C, «Genérateur de Neutrons Pulsé Intense», un generador pulsado de haces neutrónicos de gran intensidad—. El haz incidente en el plano medio del núcleo del reactor «Venus» generó neutrones de 14 MeV. Los participantes en el proyecto FREYA utilizaron los métodos de Sjöstrand y «Source Jerk», entre otros, para estimar la reactividad de diferentes configuraciones subcríticas de los núcleos del reactor. Sus investigaciones abarcaron configuraciones con un factor de multiplicación efectivo «k» en un rango de 0,95 a 0,99. Estos experimentos aportaron una cantidad sustancial de datos útiles para validar el código del ADS según lo requerido para obtener la licencia del MYRRHA (Multi-purpose hybrid research reactor for high-tech applications), el reactor híbrido multifuncional de investigación para aplicaciones de alta tecnología. Diseñado para ser más que un reactor subcrítico accionado por acelerador, cabe esperar que el reactor MYRRHA opere como una instalación de irradiación polivalente. Asimismo, las mediciones realizadas en la instalación «Venus» sentaron las bases de desarrollo del Demostrador Europeo del Reactor Rápido Avanzado Refrigerado por Plomo (ALFRED). Este reactor está actualmente en fase de desarrollo bajo la Iniciativa Industrial Europea sobre Fisión Nuclear Sostenible (ESNII), por parte de un consorcio formado por entidades industriales y de investigación.

Palabras clave

Residuos nucleares, sistema accionado por acelerador, FREYA, reactor rápido, MYRRHA

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27 Mayo 2021