Reactores pequeños: ¿el futuro de la energía nuclear?

La Central Argentina de Elementos Modulares (CAREM), un SMR en construcción en el sitio Atucha, en febrero de 2020. Foto: Comisión Nacional de Energía Atómica.

por Juan Vernieri

Un pequeño reactor modular (small modular reactor, SMR) se define como un reactor nuclear con menos de 300 megavatios de producción eléctrica. “Pequeño modular” se refiere al tamaño y la estrategia de construcción, siendo esta última que los reactores se confeccionan como módulos en una fábrica y luego se envían al sitio en camiones donde se ensamblan. Eso es lo que significa modular. Pequeño se refiere a la energía o la producción eléctrica.

Los pequeños reactores modulares, durante mucho tiempo, fueron considerados como el futuro de la energía nuclear.

Han sido anunciados como campeones nucleares por sus promotores, capaces de cumplir con los requisitos reglamentarios y de seguridad incluyendo energía barata y sin riesgos de accidentes. Con SMR alimentando comunidades remotas y economías en desarrollo, un mundo abundante de energía donde las necesidades de agua se satisfacen con estaciones de desalinización impulsadas por estos pequeños reactores. Su energía es ecológica integrada en un ciclo de combustible virtuoso, produciendo electricidad libre de carbono y libre de desperdicios. Incluso los SMR tienen su lugar en las visiones de la exploración espacial, ayudando a las sociedades futuras en la colonización de la luna, Marte y posiblemente otros mundos extraterrestres. Los pequeños reactores son ¡todo una maravilla!

Las revisiones independientes de esas afirmaciones no las han confirmado. En realidad, aseguran que proporcionalmente generarán más desechos radiactivos que las plantas de energía nuclear convencionales. Un estudio reciente dirigido por Stanford y la Universidad de Columbia Británica, encuentra que los pequeños reactores modulares recrudecerán los desafíos de los desechos nucleares altamente radiactivos. El estudio concluye que la mayoría de los muchos diseños actuales de SMR, aumentarán significativamente el volumen y la complejidad de los desechos nucleares. Residuos que en comparación con los que producen los reactores grandes de agua ligera existentes, requerirán procedimientos de gestión y eliminación mucho más complejos y costosos.

Los reactores nucleares generan electricidad con emisiones limitadas de gases de efecto invernadero. Pero una planta de energía nuclear también produce desechos radiactivos que deben estar aislados del medio ambiente durante cientos de miles de años. Además, el costo de construir una gran planta de energía nuclear puede ser de decenas de miles de millones de dólares.

Intentando reducir los perjuicios de la generación nuclear, la industria está desarrollando esos SMR pequeños reactores modulares. Sus promotores dicen que estos diseños modulares avanzados serán más baratos y producirán menos subproductos radiactivos que los reactores convencionales a gran escala.

Pero un estudio publicado el 31 de mayo en Proceedings of the National Academy of Sciences llegó a la conclusión opuesta.

“Nuestros resultados muestran que la mayoría de los diseños de reactores modulares pequeños en realidad aumentarán el volumen de desechos nucleares que necesitan gestión y eliminación, por factores de 2 a 30 para los reactores en nuestro estudio de caso”, dijo la autora principal del estudio, Lindsay Krall, ex miembro de MacArthur y Becario postdoctoral en el Centro para la Seguridad y la Cooperación Internacional (CISAC) de la Universidad de Stanford. “Estos hallazgos contrastan fuertemente con los beneficios de reducción de costos y desechos que los defensores han reclamado para las tecnologías nucleares avanzadas”.

Fuga de neutrones

En un reactor nuclear, la energía se produce cuando un neutrón divide un átomo de uranio en el núcleo del reactor, generando además neutrones adicionales que luego dividen otros átomos de uranio, creando una reacción en cadena. Pero algunos neutrones así producidos, escapan del núcleo, un problema llamado “fuga de neutrones”, y golpean los materiales estructurales circundantes, como el acero y el hormigón. Estos materiales se vuelven radiactivos cuando son “activados” por los neutrones escapados del núcleo.

El nuevo estudio encontró que, debido a su tamaño más chico, los reactores modulares pequeños experimentarán más fugas de neutrones que los reactores convencionales. Este aumento de las fugas incrementa la cantidad y afecta la composición de sus flujos de residuos.

“Descubrimos que los pequeños reactores modulares generarán al menos nueve veces más acero activado por neutrones que las centrales eléctricas convencionales. Estos materiales radiactivos deben gestionarse cuidadosamente antes de su eliminación, lo que será costoso” agrega Lindsay Krall.

El estudio también encontró que el combustible nuclear gastado de los pequeños reactores modulares se descargará en mayores volúmenes por unidad de energía extraída y puede ser mucho más complejo que el combustible gastado descargado de las centrales eléctricas existentes.

Conclusión: Por ahora debe descartarse que los SMR serán los reactores del futuro.

Argentina encaró la construcción de un minireactor, denominado CAREM, que producirá solo 24 MW, lleva 8 años invirtiendo más de 600 millones de dólares, y proyecta terminar en 2026. Si se confirma el estudio (son escasos los estudios de gestión y eliminación de desechos nucleares de SMR) a la Argentina le resultará muy dificultoso exportar.

A más de 70 años de iniciada la era nuclear, la tecnología no ha encontrado solución, cierta y segura para los residuos nucleares de alta actividad que habrá que mantener y conservar por milenios, por lo que lo más razonable es evitar su producción para ello se deberá prescindir de la energía nuclear.

NO MAS REACTORES, NO MÁS RESIDUOS.

(Fuentes: Bulletin of the Atomic Scientists, Lindsay Krall autora del estudio Stanford (CISAC) y François Diaz-Maurin)