Los reactores de torio están llamados a cambiar las reglas del juego.

Empecemos con lo básico. ¿Cómo funciona un reactor de torio? 

Bueno, es una ligera variación de cómo funciona un típico reactor propulsado por uranio.

Un reactor nuclear típico utiliza un isótopo específico de uranio; uranio 235 (U235), que constituye alrededor del 5% del combustible nuclear del reactor. El U235 por sí solo no es particularmente radiactivo, pero en un proceso conocido como fisión, puede absorber un neutrón de movimiento lento y transmutarse en U236, que es altamente inestable y se desintegra radiactivamente casi instantáneamente, dividiéndose en dos átomos más pequeños, liberando tres átomos más pequeños. neutrones en movimiento y una tonelada de energía. 

Estos neutrones pueden luego provocar la fisión de otros tres átomos de U235, creando una reacción nuclear en cadena autosostenida. Todo lo que hace un reactor nuclear es controlar cuántos de estos neutrones provocan la fisión y convierten la energía liberada en electricidad.

Un reactor nuclear basado en torio realiza este proceso de manera completamente diferente. Estos reactores utilizan un isótopo específico de torio, el torio 232 (Th232). Th232 en sí no es radiactivo ni fisible, lo que significa que no puede sufrir fisión después de absorber un neutrón lento. Sin embargo, después de absorber un neutrón rápido mucho más energético, se transmuta en uranio 233 (U233), que es fisionable mediante el mismo proceso lento de absorción de neutrones que el U235. Por lo tanto, un reactor de torio primero requiere que su combustible sea irradiado para «criar» su combustible en un isótopo fisionable antes de que pueda producir energía.

Como se puede imaginar, esto requiere un diseño de reactor completamente diferente. En primer lugar, un reactor de torio requiere una fuente externa de radiación de neutrones de alta energía para «encender» su combustible. La fisión del torio ocurre de manera más eficiente a temperaturas mucho más altas que las que pueden soportar los reactores típicos, por lo que utilizan un diseño diferente conocido como reactor de sales fundidas (MSR). 

En un reactor típico, hay barras de combustible y agua como refrigerante. En un MSR, el combustible y el refrigerante se combinan en un baño de sal sobrecalentado con combustible nuclear disuelto en él. Los MSR tienen una estabilidad térmica excepcional, lo que permite el funcionamiento seguro del reactor a alta temperatura y baja presión del que depende la fisión del torio.

Entonces, esas son las diferencias técnicas entre los dos. Entonces, ¿cuál es la ventaja del reactor de torio, mucho más complejo?

Bueno, un MSR de torio es básicamente a prueba de accidentes nucleares. El combustible de torio sólo necesita transmutarse en U233 cuando sea necesario, no todo a la vez. Como tal, puede asegurarse de que solo haya una pequeña cantidad de combustible fisionable en el reactor en un momento dado. Cuando se apaga la radiación que genera el U233, el reactor puede quedarse sin combustible fisionable y apagarse por completo en sólo dos milisegundos. Esto hace que sea casi imposible que los reactores de torio tengan incidentes como los de Chernobyl o Fukushima.

La fisión del torio también es mucho más eficiente que la fisión del U235. Esto se debe en parte al hecho de que produce más energía en cada reacción, incluso si se considera la energía adicional necesaria para convertir el torio en U233. Pero también se debe a que un reactor de torio puede reciclar activamente combustible nuclear mientras aún está operativo, lo que significa que puede reaccionar el 100% de su combustible nuclear. Mientras tanto, los reactores de uranio típicos sólo utilizan el 5% de su combustible nuclear antes de que sea necesario reemplazar las barras de combustible.

Los reactores de torio también son mucho más limpios. El U233 tiene muchos menos subproductos de fisión radiactivos y tóxicos que el U235. Esto, combinado con la alta eficiencia y capacidad de quemar todo su combustible nuclear y el mayor rendimiento energético del combustible de torio, significa que los reactores de torio producen una cuarta parte de los desechos nucleares que los reactores de uranio por unidad de energía. Es más, los residuos que producen sólo son radiactivos en un 5%, mientras que los residuos de uranio lo son, y son mucho menos tóxicos. De hecho, los científicos chinos han afirmado que los residuos de torio serán mil veces menos peligrosos que los de uranio.

Esto, a su vez, tiene importantes beneficios colaterales. En primer lugar, medioambiental. El torio y el Th232 son mucho más abundantes y mucho más fáciles de extraer que el uranio y el U235. Esto, combinado con el hecho de que necesitamos menos para producir la misma cantidad de energía, reduce significativamente el impacto ambiental del combustible nuclear de torio sobre el combustible nuclear de uranio. 

El volumen reducido de desechos nucleares por unidad de energía también significa que soluciones de almacenamiento de desechos nucleares más costosas, permanentes y mucho más seguras, como el almacenamiento geológico profundo ( lea más aquí ), serán viables, resolviendo el problema de los desechos nucleares por completo. 

El factor de seguridad más alto y los desechos nucleares más fáciles de manejar también reducen significativamente los costos operativos, y la mayor eficiencia del combustible significa que, en teoría, un MSR de torio es más barato de construir que un reactor de uranio equivalente. De hecho, un estudio reciente encontró que la energía de un reactor de torio costaría 0,014 dólares por kWh, lo que es un 80 % más barato que la energía nuclear actual y más asequible que la energía solar, ¡la forma de energía más económica que jamás haya tenido la humanidad!

En pocas palabras, el torio parece la tecnología nuclear perfecta. Súper eficiente, increíblemente barato, mucho más fácil de gestionar, mucho más seguro y considerablemente menos preocupaciones por los residuos nucleares.

No es de extrañar que China y la India estén desarrollando rápidamente sus propios reactores comerciales de torio. Ambos países no tienen depósitos de uranio, por lo que tienen que depender de la importación de combustible nuclear del extranjero, lo que los deja vulnerables a las oscilaciones del mercado y al chantaje energético, especialmente porque Rusia es el mayor exportador mundial de combustible nuclear de uranio. India ya tiene un reactor nuclear experimental convertido con torio y está en proceso de desarrollar MSR comercial con torio. 

China terminó de construir un MSR de torio en 2021, al que recientemente se le concedió una licencia de funcionamiento de 10 años. Este reactor se utilizará para desarrollar los protocolos y la industria necesarios para utilizar esta tecnología en toda China, con el objetivo de un despliegue generalizado de MSR de torio a principios de la década de 2030.

Entonces, quizás se pregunten: ¿por qué Occidente no utiliza reactores de torio? Bueno, esta tecnología no es perfecta.

En primer lugar, los reactores de torio no producen los subproductos nucleares necesarios para las armas nucleares o el material nuclear médico. Esta es una importante industria secundaria para Occidente, ya que los gobiernos tienden a subsidiarla fuertemente a cambio de estos valiosos materiales. En segundo lugar, si bien los MSR y los reactores de torio existen desde los años 60, aún no se han desarrollado comercialmente. Verá, el proceso de obtener la licencia para uso comercial de un diseño de reactor requiere años de trabajo, pruebas exhaustivas y miles de millones de dólares, e incluso después de eso, es posible que su diseño no obtenga la licencia debido a caprichos políticos. Incluso si se obtiene la licencia para el diseño, ampliar una industria nuclear basada en torio será increíblemente costoso y llevará muchas décadas.

 Por eso, las empresas han optado por optimizar la tecnología de reactores que ya tenemos en lugar de impulsar esta nueva tecnología.

Occidente tiene muchos depósitos de uranio en Canadá y Australia, y si bien actualmente dependen de Rusia para convertir el uranio bruto en combustible nuclear, tienen la tecnología y el conocimiento para traer esa industria de regreso a sus costas en unos pocos años.

 Entonces, a diferencia de China y la India, Occidente no tiene ningún motivo geopolítico para soportar todo el dolor y el riesgo de desarrollar reactores comerciales de torio, incluso si el beneficio final es potencialmente una forma de energía mucho más barata, limpia y segura que cualquier cosa que tengamos actualmente. Para Occidente, el riesgo es demasiado alto y demasiado lejano para que la recompensa valga la pena.

Por lo tanto, la energía nuclear con torio es una energía verdaderamente prometedora que podría presagiar una revolucionaria revolución nuclear en las próximas décadas. Pero, como en Occidente somos tan dependientes de nuestra disuasión nuclear y estamos aferrados a nuestra doctrina capitalista que no puede aceptar beneficios a largo plazo y es cada vez más reacia al riesgo, no seremos parte de esta revolución.

 En cambio, los jugadores del Este están listos para desbloquear esta tecnología, y tendremos que luchar para importar sus diseños o desarrollar desesperadamente el nuestro a la velocidad de la luz sólo para mantenernos al día.