ENTORNO TECNOLOGICO
La nueva energía nuclear
La agencia a cargo de promover la energía nuclear en Estados Unidos describe una nueva generación de reactores que serán "sumamente económicos", con "seguridad incrementada", que "reducen desperdicios al mínimo" y resultarán "resistentes a la proliferación".
Por desgracia, en el mundo de la energía nuclear no bastan las bellas palabras. Estados Unidos salió bien librado de su accidente nuclear. Cuando la planta de Three Mile Island, en Pensilvania, se sobrecalentó en 1979, escapó muy poca radiación y no hubo lesionados. Europa no corrió con tanta suerte. El accidente en Chernobyl, Ucrania, en 1986, causó la muerte inmediata de docenas de personas y ha afectado (a veces fatalmente) la salud de decenas de miles. Aun descontando la asociación de la energía nuclear con el armamento, la gente tiene buena razón en recelar de afirmaciones de que los reactores son seguros.
Sin embargo, el interés político en la energía nuclear revive en todo el mundo, gracias en parte a la preocupación por el calentamiento global y la seguridad energética. Ya operan unos 441 reactores nucleares en 31 países, que aportan 17 por ciento de la electricidad del planeta, según el Departamento de Energía estadunidense. Hasta hace poco se hablaba de cómo retirar con decoro esos reactores; ahora el tema es cómo prolongar su vida. Además se construyen otros 32, la mayoría en India, China y sus vecinos. Estas nuevas estaciones pertenecen a lo que se ha llamado la tercera generación de reactores, diseños mejorados por la experiencia y que sus creadores consideran avanzados. Pero, ¿en verdad serán más seguros que sus predecesores?
Sin duda los diseños modernos necesitan ser menos proclives a accidentes. El rasgo más importante de un diseño es que sea "seguro en caso de falla", lo cual en un reactor significa que si sus sistemas de control dejan de funcionar se detenga automáticamente, disipe sin problemas el calor producido por las reacciones en su núcleo y no deje escapar el combustible ni el residuo radiactivo producido por las reacciones nucleares, manteniéndolos en algún recipiente de contención. A los reactores que siguen esas reglas se les llama "pasivos"; la mayoría de diseños modernos son pasivos hasta cierto grado, y algunos de los más recientes lo son en verdad. Sin embargo, es probable que algunos de los reactores genuinamente pasivos sean también de operación más costosa.
La energía nuclear es producida por fisión atómica. Un átomo grande (por lo regular uranio o plutonio) se descompone en dos más pequeños, liberando energía y neutrones. Los neutrones desencadenan otras reacciones, y así sucesivamente. Si esta "reacción en cadena" se puede controlar, la energía liberada puede usarse para hervir agua, producir vapor e impulsar una turbina que genere electricidad. Si se sale de control, el resultado es un sobrecalentamiento y un accidente (o, en circunstancias extremas, una explosión nuclear, aunque las circunstancias nunca son extremas en un reactor porque el combustible es menos fisible que el material en una bomba).
En muchos nuevos diseños los neutrones, y por tanto la reacción en cadena, se mantienen bajo control haciéndolos pasar por agua para aminorar la velocidad. (Los neutrones lentos desencadenan más reacciones que los rápidos.) El agua se expone a una presión de unas 150 atmósferas, lo cual significa que se mantiene líquida aun a altas temperaturas. Cuando las reacciones nucleares calientan el agua, su densidad se reduce, y los neutrones que pasan ya no disminuyen su velocidad lo suficiente para desencadenar más reacciones. La retroalimentación negativa estabiliza la tasa de reacción.
La mayoría de los reactores estadunidenses son de agua presurizada del tipo descrito. También lo es el que se construye en Olkiluoto, en Finlandia, el mayor que se ha planeado hasta la fecha. Este reactor producirá mil 600 megavatios cuando comience a generar electricidad en 2009, lo suficiente para atender las necesidades de 1.8 millones de hogares.
El reactor de Olkiluoto cuenta con varias medidas de protección contra accidentes además de su diseño innato, entre ellas cuatro sistemas independientes de enfriamiento de emergencia, cada uno capaz de retirar calor del reactor después de un fallo, y una pared de concreto diseñada para resistir el impacto, accidental o no, de un aeroplano. Una segunda planta de diseño similar podría construirse en Flamanville, Francia. Si esta planta resiste el escrutinio de una consulta pública y obtiene permiso de planificación, podría producir electricidad hacia 2012. También hay planes de construir cuatro plantas semejantes en China.
Canadá, país que ha pasado toda su historia tratando de distinguirse de su vecino del sur, tiene su propio diseño nuclear. Sus reactores presurizados de agua pesada, conocidos como Candu, son similares a los reactores ordinarios de agua presurizada (o de agua ligera, como se les conoce en ocasiones), pero contienen agua en la cual los átomos de hidrógeno han sido remplazados por sus primos más pesados, de deuterio. El agua pesada es cara; en cambio, el combustible usado por los Candu es económico.
Los reactores de agua ligera se basan en uranio enriquecido. La sustancia enriquecida es un isótopo raro, pero altamente fisible del elemento. El enriquecimiento es un proceso caro. Los Candu, en contraste, utilizan uranio natural. Lo económico de este combustible equilibra el costo del agua pesada. Además, en vez de usar un solo depósito de contención, el combustible se almacena en cientos de tubos resistentes a la presión. De este modo los reactores Candu se pueden recargar durante la operación, lo cual los vuelve más eficientes que los reactores de agua ligera. India tiene plantas basadas en el diseño de los Candu, como China. Los Candu son pasivos en los cuales las barras absorbedoras de neutrones necesarias para detener el reactor dependen sólo de la gravedad para caer en el núcleo.
Sin embargo, un diseño sudafricano, llamado "lecho de guijarros", es en verdad pasivo. En vez de agua, emplea grafito para regular el flujo de neutrones y, en lugar de hacer vapor, el producto del reactor calienta un gas inerte o semi inerte como helio, nitrógeno o dióxido de carbono, que luego se usa para impulsar las turbinas. El nombre del diseño viene de que se usa el grafito para cubrir esferas de combustible nuclear, semejantes a guijarros. Como el diseño Candu, los reactores de lecho de guijarros pueden recargarse en funcionamiento. También China desarrolla reactores de lecho de guijarros.
En 2004, tres consorcios se presentaron a la convocatoria del Departamento de Energía de Estados Unidos sobre la iniciativa de energía nuclear 2010 y fueron recompensadas con fondos para sus propuestas:
Dos de los tres proyectos probarán los procesos de construcción y de autorización para funcionar (es decir, obtendrán una autorización de funcionamiento simultáneamente al permiso de construcción, cuya validez se condiciona a que la planta se construya de acuerdo con lo diseñado).
Más hacia el futuro, los ingenieros perfeccionan diseños para plantas llamadas de cuarta generación, que podrían construirse entre 2030 y 2040. El trabajo en estos diseños corresponde a un programa de investigación de 10 naciones, entre ellas Estados Unidos, Gran Bretaña, China, Francia, Japón, Sudáfrica y Corea del Sur. Tres de estos diseños son de reactores rápidos (que funcionan sin necesidad de aminorar la velocidad de los neutrones). Este modelo tendría capacidad de generar su propio combustible, porque los neutrones rápidos pueden convertir isótopos no fisibles de uranio en plutonio altamente fisible. Pero los reactores rápidos tienen diseños complicados cuya construcción puede resultar costosa. También operan a temperaturas muy altas, así que en dos casos los fluidos de enfriamiento que se bombean a través de su núcleo son metales líquidos (sodio y plomo).
Que estos reactores sean 100 por ciento seguros es una cuestión diferente. Pero 2030 queda aún muy lejos: tiempo suficiente para que los activistas afinen sus armas.
Traducción: Jorge Anaya