Un dato que aportamos en Escudo Digital dimensiona el valor de la energía nuclear en nuestro mundo: en la actualidad, esta clase de energía proporciona alrededor de una quinta parte de la electricidad generada en Estados Unidos y aproximadamente una décima parte de la electricidad producida en todo el planeta.
En ese contexto, en los últimos tiempos, la Comunidad Internacional está procesando el hecho de que China esté ganando posiciones como principal referente mundial de la energía nuclear, sobre todo si enmarcamos su desarrollo en el futuro. Una proyección que no es casual. Hace décadas que el titán asiático apuesta decididamente por la energía nuclear. A fecha de mayo de 2023, China tenía 55 reactores nucleares operativos, y contaba con 19 más en construcción, de acuerdo a la información de la web Foro Nuclear. En ese terreno de proyectar y desarrollar la energía nuclear de nuevo cuño, a China le sigue India, con ocho reactores en construcción, así como Rusia y Turquía, con cuatro cada uno, y Corea del Sur con tres. Este florecimiento nuclear en esos países emergentes contrasta con lo que sucede en buena parte de occidente, donde las centrales nucleares construidas hace décadas llegan al final de su vida útil, y de ellas se sustituyen relativamente pocas. Por ejemplo, solo dos nuevos reactores nucleares han entrado en funcionamiento en EE.UU. en la última década, mientras que al menos una docena más han cerrado. A escala mundial, el número de cierres (108) supera al de apertura de nuevas centrales (97) en los últimos 20 años.
El innovador reactor nuclear chino: el TMSR-LF1
De cualquier manera, la apuesta china no queda en esa estimable tendencia de construcción de nuevas centrales nucleares, el gigante asiático también quiere ser el primero en tener reactores de nueva generación o que usen nuevos combustibles. En esa dirección, su gran proyecto para acometer esa tarea se cifra en su reactor de sales fundidas y torio: el TMSR-LF1.
Este sistema, cuyos postulados teóricos se llevan planteando desde hace décadas, no necesita agua para enfriar el núcleo. Esto hace que, al menos sobre el papel, su reactor pueda ser mucho más pequeño, seguro y fácil de construir que el de las centrales nucleares convencionales. En ese sentido, resulta pertinente citar el criterio del profesor Yan Rui, del Instituto de Física Aplicada de Shanghai. “Esta clase de reactores pueden desempeñar un papel fundamental en la futura transición a la energía limpia. Se espera que los reactores a pequeña escala se desplieguen ampliamente en los próximos años". Tanto es así que, si el nuevo reactor funciona correctamente, el titán asiático proyecta fabricar un reactor del mismo tipo y de más alcance para 2030.
Si el proyecto del Instituto de Física Aplicada de Shanghái cumple sus plazos (y todos los indicadores conocidos así lo corroboran), será en 2024 cuando empezará a funcionar el primer reactor nuclear de sales fundidas y torio del planeta. El TMSR-LF1, que es como se llama esta prodigio, cuenta ya con la acreditación de la Administración China de Seguridad Nuclear, que concedió esa validación a mediados del pasado mes de junio, después de que las pruebas comenzadas en 2021 concluyesen con éxito. Con esta autorización, China se ha convertido en el primer país en dar un paso significativo para aprovechar el poder del torio para la generación de energía limpia a gran escala. El permiso, emitido por la Administración Nacional de Seguridad Nuclear el 7 de junio de este 2023, posibilita que el Instituto de Shanghái trabaje con el reactor durante 10 años.
Cómo funciona esta nueva central nuclear
Desde la década de los 50 del siglo XX, los científicos han ido especulando con la idea de crear un reactor de fisión nuclear que use sal fundida para reducir su tamaño y hacerlo más seguro. De hecho, en los años 60 se puso en funcionamiento el primer prototipo en los Estados Unidos. En este sistema, la sal opera como refrigerante y puede aplicarse al propio combustible o combinarse con él. Gracias a que esta clase de reactor funciona con temperaturas más bajas, el reactor puede operar con una presión cercana a la atmosférica en lugar de funcionar a presiones más elevadas, como es el caso de las centrales de uranio. El diseño chino, no obstante, emplea el torio como combustible. Este compuesto se agrega a la sal y fluye a través del reactor, formando parte de una reacción nuclear en cadena que emite calor y lo transfiere a un generador de vapor en el exterior, antes de volver al reactor para otro ciclo.
Si bien el uranio ha sido tradicionalmente el principal combustible de los reactores nucleares, el torio ofrece diversas ventajas, como su abundancia en la naturaleza (más que el uranio) y la reducción de la producción de residuos nucleares. Sin embargo, el torio es "fértil" y no "fisible", lo que se traduce en que sólo puede utilizarse como combustible en combinación con un material fisionable como el plutonio reciclado. Aunque el uso del torio como fuente de energía primaria ha sido tentador durante mucho tiempo, la extracción rentable de su valor energético potencial ha resultado difícil.
Este reactor nuclear del que hablamos está ubicado en el complejo industrial Minqin de la provincia de Gansu, en el norte de China. En concreto, estará ubicado en la ciudad de Wuwei, en el desierto de Gobi, y va ser operado por el Instituto de Física Aplicada de Shanghai de la Academia de Ciencias de China. El nuevo reactor genera una potencia de 2 megavatios térmicos (MWt), y será el primero de sales fundidas que utilizará este elemento químico.
Si tiene éxito, TMSR-LF1 abriría la puerta al desarrollo y construcción de una instalación de demostración con una producción de 373 MWt para 2030 y podría conducir a la construcción de una instalación de demostración de piroprocesamiento por lotes de sal combustible TMSR, que permitiría la utilización del torio- ciclo del uranio a principios de la década de 2040.
¿Qué significa este avance en términos geoestratégicos?
Las instituciones de referencia que estudian el fenómeno político a escala mundial, así como los principales indicadores macroeconómicos indican que las principales potencias económicas y políticas del mundo en la actualidad son Estados Unidos, China y la Unión Europea. Estos actores desempeñan un papel crucial en la economía global y la geopolítica, lo que se concreta en su papel protagónico en el desarrollo de asuntos internacionales y el establecimiento de los equilibrios de poder.
No hay que perder de vista el hecho de que China, como una de las economías más grandes del mundo, depende en gran medida de la energía para mantener su ritmo de producción y consumo.
¿Por qué es tan importante esa apuesta que está haciendo China por una fuente nuclear más limpia y sostenible con el reactor TMSR-LF1? La generación de energía es crucial para las grandes potencias como China debido a su papel fundamental en el crecimiento económico, la industrialización y el desarrollo tecnológico. Si encima marcas tendencia en el ámbito del cuidado medioambiental, pones las bases para ser una referencia en ese ámbito y posibilitar oportunidad de negocio para extender e instalar esta clase de energía en diferentes puntos del planeta.
No hay que perder de vista el hecho de que China, como una de las economías más grandes del mundo, depende en gran medida de la energía para mantener su ritmo de producción y consumo. La demanda energética es especialmente alta en sectores clave como la manufactura, la electrónica y la construcción, lo que impulsa la necesidad de una generación constante y creciente de energía. Además, el suministro energético confiable es esencial para mantener la estabilidad social y política, lo que hace que la gestión de recursos energéticos sea un tema estratégico de máxima importancia para China y otras potencias globales.
Cualidades que hacen al torio tan interesante
En 1828 un sacerdote de la península noruega de Løvøya topó con un mineral negro que no identificó. Una muestra llegó al químico sueco Jöns Jakob Berzelius, que se percató de que era un nuevo elemento químico. Lo denominó torio en honor a Thor, dios nórdico del trueno. Seis décadas más tarde, en 1898, Gerhard Schmidt, un químico alemán y Marie Curie, la célebre científica dos veces premiadas con el Nobel, descubrieron independientemente que el torio era radiactivo, aunque habitualmente se atribuye el descubrimiento a Schmidt.
El torio es fisionable por sí mismo, lo que lo convierte en una opción atractiva para la generación de energía nuclear. Además, produce menos residuos radiactivos de larga vida y es menos propenso a la proliferación nuclear.
Hoy día sabemos que el torio (un material blando) es un elemento químico que ha ganado un interés significativo en el ámbito de la energía nuclear debido a sus notables cualidades y las potenciales soluciones que ofrece a las dificultades asociadas con la fisión nuclear convencional. Hasta el punto de que el torio podría cubrir toda la necesidad de energía durante siglos o milenios. A diferencia del uranio, el torio es más abundante en la naturaleza (es de tres a cuatro veces más habitual en la Tierra que el uranio). Existe en la naturaleza en una única forma isotópica, Th-232, que se descompone muy lentamente. Su vida media es de 14 000 millones de años, es decir, aproximadamente tres veces la edad de la Tierra. También es relevante mencionar que el torio es fisionable por sí mismo, lo que lo convierte en una opción atractiva para la generación de energía nuclear. Además, el torio produce menos residuos radiactivos de larga vida y es menos propenso a la proliferación nuclear, lo que contribuye a su atractivo como alternativa más segura.
Aunque el uso del torio en centrales nucleares todavía está en desarrollo a escala mundial, algunas instalaciones han comenzado a aprovechar sus ventajas desde hace varios años. En esa línea, destacan ejemplos como el "Thorium Energy Amplifier" en India y el proyecto "Advanced Test Reactor" en los Estados Unidos, que buscan demostrar la viabilidad de la energía nuclear basada en torio. Estas iniciativas marcan el inicio de una posible transición hacia un futuro más sostenible y seguro en la producción de energía nuclear. En ese escenario, el TMSR-LF1 empezará a funcionar en 2024 y utilizará combustible enriquecido con bajo contenido de U-235 y contará con un inventario de torio de aproximadamente 50 kg.
En resumen: China está buscando avanzar en la tecnología de reactores de sales fundidas como una posible alternativa en su programa nuclear. Más allá de las complejidades que este factor puede desempeñar en términos económicos, energéticos y productivos, este hecho es una excelente noticia en términos de especie humana: los reactores de torio posibilitan un futuro nuclear más seguro y sostenible. ¿Sus ventajas? Generan menos residuos radiactivos y tienen una mayor longevidad en comparación con los reactores convencionales de uranio. También contribuyen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que podría acelerar la consecución de objetivos de sostenibilidad. Sin embargo, estos nuevos reactores representan retos en términos de desafíos económicos y de tratamiento de residuos. A escala internacional, aparte de en China, se están realizando investigaciones en India y otros países, y los reactores de torio podrían representar el futuro de la energía nuclear más limpia y segura. De cualquier manera, se requiere investigación adicional y regulaciones para garantizar que su proliferación es completamente segura.