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La tecnología de los reactores de sales fundidas, a evaluación

Los reactores rápidos de sales fundidas (MSFR) se han erigido en una alternativa a largo plazo a los reactores rápidos de neutrones con combustible sólido. En el seno de un proyecto financiado con fondos europeos se propuso un diseño validado de MSFR que se ajusta a los objetivos de la IV Generación (Gen IV).
La tecnología de los reactores de sales fundidas, a evaluación
Los reactores de sales fundidas son un tipo de reactor nuclear que no utiliza combustible sólido, sino uno líquido en forma de cloruro o fluoruro a una temperatura muy elevada. La sal combustible está en estado líquido, por lo que puede servir como fuente energética para generar calor y también como refrigerante para extraer y transportar esa carga térmica a la central de generación. Además, el combustible líquido no puede fundirse. La presurización del sistema no es elevada sino estándar, lo que permite reducir la probabilidad de daños neutrónicos al combustible, a la vez que favorece un mayor quemado de éste.

El diseño original de este tipo de reactores, desarrollado en los años sesenta, presentaba diversos inconvenientes de consideración, aunque también muchas ventajas, por lo que el concepto se ha conservado para su aplicación en los sistemas nucleares de espectro rápido Gen IV una vez realizadas las modificaciones necesarias para cumplir con las nuevas especificaciones. Un grupo de científicos puso en marcha el proyecto «Evaluation and viability of liquid fuel fast reactor system» (EVOL), financiado con fondos comunitarios, para diseñar un MSFR optimizado conforme a estudios físicoquímicos específicos que permitiesen demostrar que su operación se ajusta a los objetivos de los reactores Gen IV.

EVOL realizó estudios exhaustivos con los que optimizar el diseño y la configuración del sistema MSFR, efectuando cálculos termohidráulicos y neutrónicos. A diferencia de diseños anteriores, la capa de sal fluye en un circuito que es externo al recipiente de la sal. Con esta disposición, se asegura que aquellos neutrones que escapen del núcleo del reactor sean atrapados por la capa envolvente, de modo que se logra una elevada economía neutrónica.

En cuanto a los materiales fisibles que alimentan el MSFR, se propusieron dos mezclas de sales que contenían uranio-235 y plutonio-239 y que se ajustaban a los requisitos fijados para el reactor. Se prestó atención a sus propiedades fisicoquímicas, entre ellas, la viscosidad, la densidad, el punto de fusión, su solubilidad, su capacidad térmica y su punto de evaporación.

Los científicos del proyecto propusieron nuevas técnicas de reprocesamiento de combustible con las que recuperar la composición de las sales. Además evaluaron el comportamiento de todos los productos de la fisión en el reprocesamiento. Se diseñó un reactor basado en torio capaz de quemar plutonio y actínidos menores y, seguidamente, de convertirlos en uranio-233 generando un mínimo de residuos de vida larga.

Entre las labores de difusión del proyecto se cuentan sesenta y dos publicaciones y ochenta y cinco ponencias en congresos.

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Palabras clave

Reactores rápidos de sales fundidas, IV Generación, combustible líquido, economía neutrónica, reprocesado de combustible
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