Nueva técnica para atajar los residuos nucleares

MAST en Oxford ha inspirado un nuevo Tokamak Crédito: UKAEA

Físicos de la Universidad de Texas han propuesto un nuevo tipo de reactor de fusión que podría destruir los residuos nucleares más nocivos biológicamente. Consistiría en un tokamak esférico conteniendo un plasma de tritio-deuterio, el cual produciría un flujo de neutrones que se dispararían hacia los residuos en una “capa” alrededor del reactor. De construirse, el reactor podría estar operativo en un tiempo de 15-20 añose incluso podría usarse para generar electricidad.

Los residuos nucleares de alto nivel contienen no sólo uranio y plutonio sino también otros elementos “trasnuránicos” que son más pesados que el uranio y que son la fuente principal de la radiación de vida larga. La mayor parte de tales residuos se colocan en bidones de acero inoxidable en bóvedas de seguridad, aunque es posible reprocesar el combustible gastado y separar el uranio y plutonio de los productos de fisión. Algunos países, como los Estados Unidos y Finlandia, incluso están planeando almacenar el combustible gastado no procesado durante cientos de años en costosos repositorios bajo tierra.

El nuevo reactor, propuesto por Mike Kotschenreuther, Prashant Valanju, Swadesh Mahajan y Erich Schneider destruiría los residuos transuránicos en un proceso en dos pasos en los que ambos implican “transmutación”. La idea de la transmutación ha estado rondando durante algún tiempo e implica convertir el material radiactivo, con una vida media a escala geológica, en algo con una vida media mucho más corta. Los residuos aún necesitarían ser almacenador, pero su amenaza a largo plazo se reduciría.

No obstante, los actuales métodos de transmutación, que están basados sólo en la fisión, no pueden tratar con los elementos transuránicos. Lo que el equipo de Texas propone es atacar primero los residuos colocándolos en una planta nuclear estándar tal como el Reactor de Agua Ligera (LWR), lo cual destruiría casi el 75% de los residuos transuránicos mediante transmutación. El resto – elementos transuránicos no fisionables tales como el plutonio-242, americio-243 y curio-246 que no pueden ser destruidos por el LWR debido a que el flujo de neutrones no es lo bastante alto – serían destruidos por los neutrones de un nuevo reactor.

La Fuente de Neutrones Compacta de Fusión (CFNS) propuesta por Kotschenreuther y sus colegas es una versión del reactor Tokamak Esférico Mega Amp (MAST) en la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido en el Reino Unido y el Experimento Toro Esférico Nacional (NSTX) en la Universidad de Princeton en los Estados Unidos. Generaría neutrones fusionando núcleos de deuterio y tritio pero el campo magnético debería ser de aproximadamente 7 T — mucho más alto que en el MAST o NSTX – para incrementar la presión de la fusión y crear un flujo de fusión suficientemente alto. Los residuos transuránicos serían destruidos cargándolos alrededor del núcleo del CFNS. El CFNS también contendría un nuevo tipo de desviador, lo cual eliminaría el calor de los laterales del reactor.

Los investigadores dicen que el reactor podría también usarse para generar energía cuando se consumen los residuos transuránicos con un 90% de potencial de venderse a la red eléctrica y mantener el resto para mantener activo el proceso de fusión. Los investigadores dicen que sólo con una máquina se destruirían los residuos transuránicos de 15 LWRs. “De forma realista, si hay fondos disponibles el CFNS podría estar listo en 10-20 años”, dices Swadesh, quien cree que tendría un coste de aproximadamente un décimo de los 10 mil millones de euros usados en el experimento ITER de fusión, que se está construyendo en Francia.

Un gran problema con la técnica es que el reactor tendría de funcionar de forma continua. Actualmente, MAST y NSTX operan la fusión durante sólo 10 segundos con el tokamak KSTAR en Corea del Sur funcionando durante 1000 s. “La idea es atractiva”, dice David Ireland, físico nuclear de la Universidad de Glasgow en el Reino Unido. “Pero existen algunos problemas técnicos que deberían superarse antes de tal forma que sea posible mantener el plasma durante largo tiempo”.


Autor: Michael Banks
Fecha Original: 20 de febrero de 2009
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Comment (1)

  1. Nueva técnica para atajar los residuos nucleares…

    Físicos de la Universidad de Texas han propuesto un nuevo tipo de reactor de fusión que podría destruir los residuos nucleares más nocivos biológicamente. Consistiría en un tokamak esférico conteniendo un plasma de tritio-deuterio, el cual produ…

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