Energia nuclear

La próxima generación de la energía nuclear
Publicado el 30 Aug, 2010 por Eugenio Rodríguez en Construcción
En la actualidad existen 438 centrales nucleares en operación en todo el mundo, produciendo el 16% de la electricidad del planeta, cuyas emisiones directas en dióxido de carbono y óxidos de nitrógeno (principales gases de efecto invernadero) son nulas. Esto hace de la energía nuclear unpunto de referencia, cuyos nuevos avances en ingeniería permitirán que pueda ser utilizada más eficientemente en la generación de electricidad, en la producción de hidrógeno como combustible, en la desalinización en zonas donde el agua dulce es escasa, además de otras otras múltiples aplicaciones.
En un esfuerzo cooperativo internacional, la GIF (Generation IV International Forum) organiza laslabores de investigación y desarrollo necesarios para establecer la viabilidad, así como las capacidades en el rendimiento de los sistemas de la próxima generación de la energía nuclear. Las metas adoptadas por el GIF, sentó las bases para la identificación y selección de seis sistemas de energía nuclear para un futuro desarrollo, que iremos detallando en este artículo.
El mayor desafío en estosdiseños es evitar el actual “utilizar una vez, guardar para siempre”, empleando para ello los nuevos sistemas de reciclaje de combustible nuclear de mezcla de óxidos (MOX). En los ciclos estándares (superior al 80% de las plantas actualmente en uso), más del 96% del uranio original permanece como “desperdicio”. En el sistema MOX, este combustible se recicla en la planta para generar más energía.La desventaja principal es el uranio altamente refinado que produce, casi a nivel armamentístico. Por lo tanto, aparte de las discusiones sobre el uso de este sistema (lo que parece discutible dado los actuales entornos políticos), las nuevas innovaciones resumidas en líneas generales, se están centrado en mejores diseños de los sistemas de refrigeración.
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Los seis sistemas seleccionadosemplean una gran variedad de reactores, conversiones de energía y tecnologías de ciclo de combustible. Sus diseños poseen características térmicas y espectros de neutrones rápidos, ciclos del combustible cerrados y abiertos, además de una amplia gama de tamaños de reactores. Dependiendo de sus respectivos grados de madurez técnica, los sistemas de la IV generación se espera que estén disponiblespara su introducción comercial en el período entre 2015 y 2030. Pero veamos más detalladamente cada uno de ellos.
1. Reactor rápido refrigerado por gas (GFR).
La alta temperatura de salida del refrigerante es usado en el sistema GFR para hacer posible la entrega de electricidad, hidrógeno, o un proceso térmico de alta eficiencia. El reactor de referencia es un sistema de 1.200 MW refrigerado porhelio líquido funcionando a una temperatura de salida de 850 grados centígrados usando una turbina de gas mediante el ciclo Brayton para una alta eficiencia térmica.
Varios tipos de combustibles son los candidatos por tener el potencial para funcionar a temperaturas muy elevadas y para asegurar una excelente retención de los productos de fisión: el combustible de cerámica compuesta, partículasde combustible avanzadas, o elementos de cerámica revestida de compuestos actínidos. Las configuraciones del núcleo puede estar basado en bloques prismáticos o conjuntos basados en placas.
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El GFR utiliza una turbina mediante helio de ciclo directo para la generación de electricidad, u, opcionalmente, puede utilizar su calor para procesos termoquímicos para la producción de hidrógeno.Mediante la combinación de un espectro rápido y el reciclaje completo de los actínidos, el GFR reduce al mínimo la producción de residuos radiactivos de larga duración. El espectro rápido del GFR también hace posible el uso de materiales disponibles fisionables y fértil (incluyendo el uranio empobrecido), mucho más eficientemente que los reactores térmicos de espectro de gas a través de ciclos de...