Nuclear

¿Y si los residuos nucleares se pudieran convertir en combustible para fusión?

Investigadores de Los Alamos National Laboratory (LANL), en Nuevo México, EE. UU., han desarrollado simulaciones que sugieren que los residuos nucleares podrían reutilizarse para producir tritio, un isótopo del hidrógeno clave en la generación de energía por fusión.

La fusión nuclear con los isotopos deuterio-tritio es una de las rutas más prometedoras para generar energía limpia, ya que requiere menos energía de arranque que otras reacciones de fusión. Sin embargo, el tritio es muy escaso y caro: actualmente hay unas ~25 kg disponibles en el mundo, a un coste estimado de ~33 millones de USD por kg.

Los investigadores proponen un sistema basado en aceleradores (sistemas conducidos por aceleradores) que bombardearían combustible nuclear gastado (residuos) con partículas para generar neutrones, que luego producirían tritio a través de transiciones nucleares. Según las simulaciones, un sistema de 1000 MW podría producir ~2 kg de tritio al año, lo que rivalizaría con la producción anual total actual de los reactores tipo “Candu” en Canadá. Además, se estima que este sistema podría producir más de 10 veces la cantidad de tritio que un reactor de fusión de igual potencia térmica. Los próximos pasos para los investigadores incluyen calcular los costes, evaluar la eficiencia y la seguridad del diseño propuesto.

Beneficios

De ser factible, podría traer múltiples beneficios:

Reutilización de residuos: Propone una forma de dar un nuevo uso (valioso) a residuos nucleares, que actualmente representan un desafío en gestión y almacenamiento.
Potencial de avance en fusión: La fusión ha sido siempre prometedora pero difícil de realizar a escala comercial. El tritio es uno de los cuellos de botella. Este enfoque podría aliviar esa limitación.
Impacto medioambiental y económico: Si se logra, podría contribuir a una energía más limpia, con menor emisión de residuos nuevos, y posiblemente menores costes de combustible para un futuro reactor de fusión.
Innovación tecnológica: Estamos ante una propuesta que combina aceleradores, residuos nucleares y fusión — un abanico de tecnologías punteras.

Algunos desafíos y matices

Conviene ser cautos por el momento y analizar el alcance real. La producción estimada de ~2 kg al año para un sistema de 1000 MW aún está lejos de los ~55 kg al año que se estima necesitaría un reactor de fusión comercial de esa potencia. Por el momento, se trata de simulaciones: no hay aún una planta real que lo esté probando a escala comercial.

El coste, la eficiencia, la logística de manipulación de residuos irradiados, y las implicaciones de seguridad/fisión/neutrones aún deben ser evaluadas. Además, aunque reutilizar residuos es positivo, no elimina por completo la necesidad de gestión del residuo original o de otros tipos de residuos nucleares.