El reciclaje de residuos nucleares es una vía fundamental de innovación energética

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Fuente: https://techcrunch.com/

Créditos de las imágenes: Micha Pawlitzki / Getty Images

No hay una sola pregunta que aflija más a la política energética y medioambiental estadounidense que los residuos nucleares. No, ni siquiera un clima cambiante, que puede ser un problema perverso, pero que, sin embargo, recibe una gran cantidad de atención contraamenazante.

Es difícil pintar el cuadro con una cara seria. Comencemos con tres elementos principales de la historia.

Primero, las plantas de energía nuclear en los Estados Unidos generan alrededor de 2,000 toneladas métricas de desechos nucleares (o “combustible gastado”) por año. Debido a su radiactividad inherente, se almacena cuidadosamente en varios sitios del país.Las plantas de energía nuclear en los Estados Unidos generan alrededor de 2,000 toneladas métricas de desechos nucleares (o “combustible gastado”) por año.

En segundo lugar, el gobierno federal está a cargo de averiguar qué hacer con él. De hecho, los operadores de plantas de energía han pagado más de $ 40 mil millones al Fondo de Residuos Nucleares para que el gobierno pueda manejarlo. La idea era enterrarlo en el «depósito geológico profundo» encarnado por Yucca Mountain, Nevada, pero esto ha resultado políticamente imposible. Sin embargo, se gastaron $ 15 mil millones en el alcance.

En tercer lugar, debido a la incapacidad del Departamento de Energía para gestionar este desperdicio, simplemente se acumula. Según la publicación de datos más reciente de esa agencia , unas 80.000 toneladas métricas de combustible gastado, cientos de miles de conjuntos combustibles que contienen millones de barras de combustible, esperan un destino final.

Y aquí está el final: esos operadores de plantas nucleares demandaron al gobierno por incumplimiento de contrato y, en 2013, ganaron . El Tesoro de los Estados Unidos les paga cada año varios cientos de millones de dólares, como parte de una serie de acuerdos y sentencias. El total acumulado es de más de $ 8 mil millones .

Me doy cuenta de que esta historia suena un poco loca. ¿De verdad estoy diciendo que el gobierno de EE. UU. Recaudó miles de millones de dólares para gestionar los desechos nucleares, luego gastó miles de millones de dólares en un estudio de viabilidad solo para dejarlo en el estante y ahora está pagando aún más miles de millones de dólares por esta falla? Sí lo soy.

Afortunadamente, todos los desechos agregados ocupan un área relativamente pequeña y existe un almacenamiento temporal. Sin una razón urgente para actuar, los legisladores generalmente no lo harán.

Si bien continuarán los intentos de encontrar almacenamiento a largo plazo, los legisladores deberían buscar reciclar parte de estos «desechos» en combustible utilizable. En realidad, esta es una vieja idea . Solo se consume una pequeña fracción del combustible nuclear para generar electricidad.

Los defensores del reciclaje imaginan reactores que utilizan combustible gastado «reprocesado», extrayendo energía del 90% que queda después de la combustión. Incluso sus críticos admiten que la química, la física y la ingeniería subyacentes del reciclaje son técnicamente viables y, en cambio, atacan la economía controvertida y los riesgos de seguridad percibidos.

Los reactores de la llamada Generación IV vienen en todas las formas y tamaños . Los diseños han existido durante años, en algunos aspectos, desde los albores de la energía nuclear, pero los reactores de agua ligera han dominado el campo por una variedad de razones políticas, económicas y estratégicas. Por ejemplo, los reactores gemelos de agua presurizada convencionales de Southern Company que se están construyendo en Georgia tienen cada uno una capacidad de poco más de 1000 megavatios (o 1 gigavatio), estándar para el diseño AP1000 de Westinghouse.

En contraste, los diseños de plantas de próxima generación son una fracción del tamaño y la capacidad, y también pueden usar diferentes sistemas de enfriamiento: el reactor modular pequeño de 77 megavatios de NuScale Power, con sede en Oregón, el reactor modular pequeño de 77 megavatios de NuScale Power, con sede en San Diego, el de 50 megavatios refrigerado por helio de General Atomics, con sede en San Diego. El reactor modular rápido, el reactor de sal de fluoruro fundido de 140 megavatios de Kairos Power, con sede en Alameda, y otros, tienen diferentes configuraciones que pueden adaptarse a diferentes objetivos comerciales y políticos.

Muchos diseños Gen-IV pueden reciclar explícitamente el combustible usado o configurarse para hacerlo. El 3 de junio, TerraPower (respaldado por Bill Gates), GE Hitachi y el estado de Wyoming anunciaron un acuerdo para construir una demostración del diseño de Natrium de 345 megavatios , un reactor rápido enfriado con sodio.

Natrium es técnicamente capaz de reciclar combustible para la generación. Oklo, con sede en California, ya ha llegado a un acuerdo con el Laboratorio Nacional de Idaho para operar su “microrreactor” de 1,5 megavatios con suministros de combustible usado. De hecho, el autoproclamado “combustible preferido” para el diseño del reactor de sales fundidas de Elysium Industries, con sede en Nueva York, es combustible nuclear gastado y Flibe Energy, con sede en Alabama, anuncia la capacidad de combustión de desechos de su diseño de reactor de torio.

El que los reactores avanzados suban o bajen no depende de que se resuelva el estancamiento de los desechos nucleares. Aunque estos reactores pueden consumir combustible gastado, no necesariamente tienen que hacerlo. No obstante, incentivar el reciclaje de residuos mejoraría su economía.

«Incentivar» aquí es el código para «pagar». Los legisladores deberían considerar formas en que Washington puede hacer que sea más rentable para una planta de energía reciclar combustible que importarlo , de Canadá, Kazajstán, Australia, Rusia y otros países.

El apoyo político a la tecnología nuclear avanzada, incluido el reciclaje, es más profundo de lo que cabría esperar. En 2019, el Senado confirmó a la Dra. Rita Baranwal como Subsecretaria de Energía Nuclear en el Departamento de Energía (DOE). Un científico de materiales de formación, que surgió como un campeón del reciclaje.

La administración de Biden ha continuado con el apoyo bipartidista para los reactores nucleares avanzados al proponer en su Solicitud de presupuesto para el año fiscal 2022 aumentar los fondos para la Oficina de Energía Nuclear del DOE en casi $ 350 millones. La propuesta incluye aumentos de financiación específicos para la investigación y el desarrollo de conceptos de reactores (más $ 32 millones), I + D del ciclo del combustible (más $ 59 millones) y demostración avanzada de reactores (más $ 120 millones), y triplicar los fondos para el Reactor de prueba versátil (de $ 45 millones a $ 145 millones, año tras año).

En mayo, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del DOE anunció un nuevo programa de $ 40 millones para respaldar la investigación para «optimizar» los desechos y la eliminación de reactores avanzados, incluso mediante el reciclaje de desechos. Es importante destacar que el anuncio establece explícitamente que la falta de una solución a los desechos nucleares en la actualidad «plantea un desafío» para el futuro de los reactores Gen-IV.

El debate es un recordatorio de que el reciclaje en general es un proceso muy complicado. Es intensivo en químicos, máquinas y energía. El reciclaje de todo tipo, desde minerales críticos hasta botellas de plástico, también produce nuevos desechos. Hoy en día, los gobiernos federal y estatal son bastante activos en el reciclaje de estas otras corrientes de desechos, y deberían estar igualmente involucrados en los desechos nucleares.

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