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Reactor de sales fundidas

Ejemplo de un esquema de reactor de sales fundidas Un reactor de sales fundidas ( MSR ) es una clase de reactor de fisión nuclear en el que el refrigerante primario del reactor ...

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Ejemplo de un esquema de reactor de sales fundidas

Un reactor de sales fundidas ( MSR ) es una clase de reactor de fisión nuclear en el que el refrigerante primario del reactor nuclear y/o el combustible es una mezcla de sal fundida con un material fisionable . [ 1 ]

Dos reactores de sales fundidas (MSR) de investigación operaron en los Estados Unidos a mediados del siglo XX. El Experimento de Reactor de Aeronaves (ARE) de la década de 1950 estuvo motivado principalmente por el tamaño compacto de la tecnología, mientras que el Experimento de Reactor de Sales Fundidas (MSRE) de la década de 1960 tenía como objetivo demostrar una central nuclear que utilizara un ciclo de combustible de torio en un reactor reproductor .

El aumento de la investigación sobre los diseños de reactores de Generación IV reavivó el interés en el siglo XXI, con múltiples naciones iniciando proyectos. El 11 de octubre de 2023, el TMSR-LF1 de China alcanzó la criticidad y, posteriormente, logró la operación a plena potencia, así como la producción de torio . [ 2 ]

Propiedades

Los MSR eliminan el escenario de fusión nuclear presente en los reactores refrigerados por agua porque la mezcla de combustible se mantiene en estado fundido. La mezcla de combustible está diseñada para drenarse sin bombeo desde el núcleo a un recipiente de contención en escenarios de emergencia, donde el combustible se solidifica, extinguiendo la reacción. Además, no se produce desprendimiento de hidrógeno. Esto elimina el riesgo de explosiones de hidrógeno (como en el desastre nuclear de Fukushima ). [ 3 ] Operan a presión atmosférica o cerca de ella , en lugar de las 75-150 veces la presión atmosférica de un reactor de agua ligera (LWR) típico. Esto reduce la necesidad y el costo de los recipientes de presión del reactor . Los productos de fisión gaseosos ( Xe y Kr ) tienen poca solubilidad en la sal combustible, [ a ] ​​y pueden capturarse de forma segura a medida que burbujean fuera del combustible, [ b ] en lugar de aumentar la presión dentro de los tubos de combustible , como sucede en los reactores convencionales. Los MSR pueden recargarse mientras están en funcionamiento (esencialmente reprocesamiento nuclear en línea ) mientras que los reactores convencionales se apagan para recargarse (excepciones notables incluyen reactores de tubos de presión como el CANDU de agua pesada o los PHWR de la clase Atucha, el RBMK moderado por grafito refrigerado por agua ligera y los reactores refrigerados por gas de construcción británica como Magnox y AGR ). Las temperaturas de funcionamiento de los MSR rondan los 700 °C (1292 °F) , significativamente más altas que las de los LWR tradicionales, que rondan los 300 °C (572 °F) . Esto aumenta la eficiencia de la generación de electricidad y las oportunidades de calor de proceso .    

Entre los desafíos de diseño relevantes se incluyen la corrosividad de las sales calientes y la composición química cambiante de la sal a medida que se transmuta por el flujo de neutrones .

Los reactores de sales fundidas (MSR), especialmente aquellos con combustible en sales fundidas, ofrecen presiones de operación más bajas y temperaturas más altas. En este sentido, un MSR se asemeja más a un reactor refrigerado por metal líquido que a un reactor convencional refrigerado por agua ligera. Los diseños de MSR suelen ser reactores reproductores con un ciclo de combustible cerrado, a diferencia del combustible de paso único que se utiliza actualmente en los generadores de energía nuclear convencionales.

Los reactores de sales fundidas (MSR) aprovechan un coeficiente de temperatura de reactividad negativo y un gran aumento de temperatura admisible para prevenir accidentes de criticidad . En los diseños con el combustible en la sal, esta se expande térmicamente de inmediato con las fluctuaciones de potencia. En los reactores convencionales, la reactividad negativa se retrasa, ya que el calor del combustible debe transferirse al moderador. Un método adicional consiste en colocar un contenedor separado, refrigerado pasivamente, debajo del reactor. El combustible se drena hacia el contenedor durante las averías o el mantenimiento, lo que detiene la reacción. [ 7 ]

Las temperaturas de algunos diseños son lo suficientemente altas como para producir calor de proceso, lo que llevó a que se incluyeran en la hoja de ruta GEN-IV. [ 8 ]

Ventajas

Los MSR ofrecen muchas ventajas potenciales sobre los reactores de agua ligera. [ 9 ]

En primer lugar, los reactores de sales fundidas (MSR) logran una eliminación pasiva del calor residual . En algunos diseños, el combustible y el refrigerante son un solo fluido, por lo que una pérdida de refrigerante arrastra consigo el combustible. Las sales de fluoruro se disuelven mal en agua y no forman hidrógeno combustible. El refrigerante fundido no sufre daños por el bombardeo de neutrones (aunque el recipiente del reactor sí).

Los reactores de sales fundidas (MSR) pueden operar a baja presión, lo que elimina la necesidad de costosos recipientes de contención, tuberías y equipos de seguridad.

Los reactores de sales fundidas (MSR) podrían permitir ciclos de combustible nuclear cerrados más económicos , ya que pueden operar con neutrones lentos. Los ciclos de combustible cerrados pueden reducir el impacto ambiental; la separación química convierte los actínidos de larga vida en combustible para reactores, y los residuos descargados son principalmente productos de fisión con vidas medias más cortas . Esto puede reducir el tiempo de contención de residuos necesario a 300 años, en comparación con los más de 10 000 años necesarios para los residuos nucleares producidos por los reactores modernos. Además, la fase líquida del combustible de sales fundidas puede someterse a un proceso pirometalúrgico para separar los productos de fisión del elemento combustible, lo que ofrece ventajas sobre el reprocesamiento convencional. Asimismo, los MSR no requieren la fabricación de barras de combustible.

Algunos diseños de MSR son compatibles con neutrones rápidos, que "queman" elementos transuránicos como el 240.Pu y 241El plutonio se produce mediante reactores convencionales. Esto permite utilizar una gama más amplia de elementos combustibles en el reactor. Los reactores de sales fundidas (MSR) también tienen el potencial de aprovechar el ciclo del combustible de torio, que es pobre en neutrones, para generar una economía neutrónica .

Los reactores de sales fundidas (MSR) pueden funcionar a altas temperaturas, lo que se traduce en una mayor eficiencia térmica que los reactores modernos. Como resultado, se reducen el tamaño, el coste y el impacto ambiental del reactor. Asimismo, los MSR pueden ofrecer una alta potencia específica (potencia por unidad de masa), como lo demuestra el proyecto ARE.

Desventajas

En los sistemas de combustible circulante, el material radiactivo disuelto en la sal del combustible entra en contacto directo con equipos como bombas e intercambiadores de calor. La potente radiación puede requerir un mantenimiento completamente remoto de estos sistemas.

Algunos reactores de sales fundidas requieren un procesamiento químico in situ para gestionar la mezcla del núcleo y eliminar los productos de fisión.

Dado que los reactores de sales fundidas (MSR) son altamente poco convencionales en comparación con los diseños de reactores de agua ligera más comunes que se utilizan actualmente, se requerirán cambios regulatorios para adaptarse a sus características de diseño no tradicionales. Tanto el MSRE como el ARE utilizaron uranio con niveles de enriquecimiento cercanos a los necesarios para fabricar armas nucleares; estos niveles serían ilegales en la mayoría de los regímenes regulatorios modernos para centrales eléctricas, por lo que los diseños modernos emplean combustibles con menor enriquecimiento. [ 10 ]

Algunos diseños de MSR dependen de costosas aleaciones de níquel para contener la sal fundida. Dichas aleaciones son propensas a la fragilización bajo un alto flujo de neutrones. [ 11 ] : 83

Entre estos problemas, los MSR están sujetos a un alto riesgo de corrosión. [ 12 ] Las sales fundidas son altamente corrosivas y requieren una gestión cuidadosa de su estado de oxidación para mitigar los riesgos asociados. Esto es particularmente difícil para los diseños de circulación, en los que una mezcla de isótopos radiactivos y sus productos de desintegración circulan a través del reactor. Los diseños estáticos se benefician de la compartimentación del problema: la sal combustible está contenida dentro de barras de combustible cuyo reemplazo regular, principalmente debido a la irradiación de neutrones, está normalizado; mientras que la sal refrigerante tiene una composición química más simple y no presenta un riesgo de corrosión ni para las barras de combustible ni para el recipiente del reactor. Los MSR desarrollados en ORNL en la década de 1960 fueron seguros para operar solo durante unos pocos años y operaron a solo unos 650 °C (1202 °F) . Los riesgos de corrosión incluyen la disolución del cromo por sales de fluoruro de torio líquido a más de 700 °C (1292 °F) , lo que pone en peligro los componentes de acero inoxidable. La radiación de neutrones puede transmutar los agentes de aleación comunes (como el cobalto y el níquel), acortando su vida útil. Las sales de litio como FLiBe justifican el uso de 7    El litio reduce la generación de tritio (el tritio puede penetrar en los aceros inoxidables, provocar fragilización y escapar al medio ambiente). ORNL desarrolló Hastelloy N para ayudar a abordar estos problemas, mientras que otros aceros estructurales, como el 316H, el 800H y el Inconel 617, también pueden ser aceptables. [ 13 ]

Algunos diseños de reactores de sales fundidas (MSR) pueden convertirse en reactores reproductores para producir material nuclear apto para armas, lo que supone un riesgo de proliferación nuclear.

La vida útil del núcleo está limitada por el daño que los neutrones causan a los materiales moderadores sólidos. Por ejemplo, el moderador de grafito del MSRE se diseñó con tolerancias amplias, por lo que el daño por neutrones podía modificarlas sin consecuencias. Los diseños de MSR de doble fluido no utilizan tuberías de grafito porque el grafito cambia de tamaño al ser bombardeado con neutrones. [ 9 ] Los MSR que utilizan neutrones rápidos no pueden usar grafito, porque modera los neutrones.

Los reactores de milisegundos térmicos tienen índices de reproducción más bajos que los reactores de neutrones rápidos, aunque su tiempo de duplicación puede ser más corto.

Refrigerante

Los reactores de sales fundidas (MSR) se pueden enfriar de diversas maneras, incluso utilizando sales fundidas.

Los reactores de combustible sólido refrigerados por sales fundidas se denominan de diversas maneras en la propuesta de Generación IV: «sistema de reactor de sales fundidas», reactores convertidores de sales fundidas (MSCR), reactores avanzados de alta temperatura (AHTR) o reactores de fluoruro de alta temperatura (FHR, designación preferida del DOE ). [ 14 ]

Los reactores FHR no pueden reprocesar el combustible fácilmente y requieren la fabricación y validación de barras de combustible, lo que puede llevar hasta veinte años desde el inicio del proyecto. Los reactores FHR conservan las ventajas de seguridad y costo de un refrigerante de baja presión y alta temperatura, características que también comparten los reactores refrigerados por metal líquido . Cabe destacar que no se genera vapor en el núcleo (como ocurre en los reactores de agua en ebullición ) y no requieren un recipiente de presión de acero grande y costoso (como los reactores de agua a presión ). Dado que pueden operar a altas temperaturas, la conversión del calor en electricidad puede realizarse mediante una turbina de gas de ciclo Brayton eficiente y ligera .

Gran parte de la investigación actual sobre FHR se centra en intercambiadores de calor pequeños y compactos que reducen los volúmenes de sales fundidas y los costos asociados. [ 15 ]

Las sales fundidas pueden ser altamente corrosivas y la corrosividad aumenta con la temperatura. Para el circuito de refrigeración primario, se necesita un material que pueda soportar la corrosión a altas temperaturas y radiación intensa . Los experimentos muestran que Hastelloy-N y aleaciones similares son adecuadas para estas tareas a temperaturas de funcionamiento de hasta aproximadamente 700  °C. Sin embargo, la experiencia operativa es limitada. Se desean temperaturas de funcionamiento aún más altas: a 850 °C (1560 °F) se hace posible la producción termoquímica de hidrógeno . Los materiales para este rango de temperatura no han sido validados, aunque los compuestos de carbono , las aleaciones de molibdeno (por ejemplo, TZM), los carburos y las aleaciones a base de metales refractarios o ODS podrían ser viables.  

Selección de sal fusionada

FLiBe fundido

Las mezclas de sales se eligen para que el reactor sea más seguro y práctico.

Flúor

El flúor tiene un solo isótopo estable ( 19F ), y no se vuelve fácilmente radiactivo bajo bombardeo de neutrones. En comparación con el cloro y otros haluros, el flúor también absorbe menos neutrones y los ralentiza (" modera ") mejor. Los fluoruros de baja valencia hierven a altas temperaturas, aunque muchos pentafluoruros y hexafluoruros hierven a bajas temperaturas. Deben estar muy calientes antes de descomponerse en sus elementos constituyentes. Estas sales fundidas son "químicamente estables" cuando se mantienen muy por debajo de sus puntos de ebullición. Las sales de fluoruro se disuelven mal en agua y no forman hidrógeno combustible.

Cloro

El cloro tiene dos isótopos estables ( 35Cl y 37Cl ), así como un isótopo de desintegración lenta entre ellos que facilita la absorción de neutrones por 35Cl .

Los cloruros permiten la construcción de reactores reproductores rápidos . Se ha investigado mucho menos sobre diseños de reactores que utilizan sales de cloruro. El cloro, a diferencia del flúor, debe purificarse para aislar el isótopo estable más pesado, 37Cl , reduciendo así la producción de tetracloruro de azufre que ocurre cuando 35El Cl absorbe un neutrón para convertirse en 36Cl , luego se degrada por desintegración beta a 36S .

Litio

El litio debe estar en forma purificada 7Li , porque 6El Li captura eficazmente neutrones y produce tritio . Incluso si es puro 7Cuando se utiliza litio , las sales que lo contienen provocan una producción significativa de tritio, comparable a la de los reactores de agua pesada.

Mezclas

Las sales utilizadas en los reactores suelen tener una composición cercana a la de las mezclas eutécticas para reducir su punto de fusión. Un punto de fusión bajo facilita la fusión de la sal durante la puesta en marcha y reduce el riesgo de que se congele al enfriarse en el intercambiador de calor.

Debido al amplio rango redox de las sales de fluoruro fundidas, el potencial redox del sistema puede modificarse. El sistema de flúor-litio-berilio ( FLiBe ) puede utilizarse con adiciones de berilio para reducir el potencial redox y prácticamente eliminar la corrosión. Sin embargo, dado que el berilio es extremadamente tóxico, se deben incorporar precauciones especiales en el diseño para evitar su liberación al medio ambiente. Muchas otras sales pueden causar corrosión en las tuberías, especialmente si el reactor alcanza una temperatura lo suficientemente alta como para generar hidrógeno altamente reactivo.

Hasta la fecha, la mayoría de las investigaciones se han centrado en FLiBe, porque el litio y el berilio son moderadores razonablemente eficaces y forman una mezcla de sales eutécticas con un punto de fusión más bajo que cada una de las sales constituyentes. El berilio también mejora la economía de neutrones a través de la duplicación de neutrones, que ocurre cuando un núcleo de berilio emite dos neutrones después de absorber un solo neutrón. [ 16 ] Para las sales portadoras de combustible, generalmente se agrega 1% o 2% (en moles ) de UF 4 . También se han utilizado fluoruros de torio y plutonio.

Purificación mediante sales fundidas

Las técnicas para preparar y manipular sales fundidas se desarrollaron por primera vez en ORNL. [ 17 ] El objetivo de la purificación de la sal es eliminar óxidos, azufre e impurezas metálicas. Los óxidos podrían provocar la deposición de partículas sólidas durante el funcionamiento del reactor. El azufre debe eliminarse debido a su acción corrosiva sobre las aleaciones a base de níquel a temperatura de operación. Los metales estructurales como el cromo, el níquel y el hierro deben eliminarse para controlar la corrosión.

Se especificó una etapa de purificación para la reducción del contenido de agua utilizando HF y gas de barrido de helio para que funcionara a 400  °C. La contaminación por óxido y azufre en las mezclas de sales se eliminó mediante burbujeo de gas de una mezcla de HF / H₂ , con la sal calentada a 600 °C. [ 17 ] : 8 La contaminación por metales estructurales en las mezclas de sales se eliminó mediante burbujeo de gas hidrógeno, a 700 °C. [ 17 ] : 26 Se propuso el hidrofluoruro de amonio sólido como una alternativa más segura para la eliminación de óxidos. [ 18 ]  

Procesamiento de sal fundida

La posibilidad de procesamiento en línea puede ser una ventaja del MSR. El procesamiento continuo reduciría el inventario de productos de fisión, controlaría la corrosión y mejoraría la economía de neutrones al eliminar los productos de fisión con una alta sección transversal de absorción de neutrones, especialmente el xenón . Esto hace que el MSR sea particularmente adecuado para el ciclo del combustible de torio pobre en neutrones . El procesamiento de combustible en línea puede introducir riesgos de accidentes de procesamiento de combustible, [ 19 ] : 15 que pueden desencadenar la liberación de radioisótopos .

En algunos escenarios de reproducción del torio, el producto intermedio es el protactinio 233.El Pa se eliminaría del reactor y se dejaría desintegrar en 233 de alta pureza.U , un material atractivo para la fabricación de bombas. Diseños más modernos proponen utilizar una potencia específica menor o una manta de reproducción de torio separada. Esto diluye el protactinio hasta tal punto que pocos átomos de protactinio absorben un segundo neutrón o, mediante una reacción (n, 2n) (en la que un neutrón incidente no es absorbido sino que expulsa un neutrón del núcleo), generan 232U. Porque 232El uranio tiene una vida media corta y su cadena de desintegración contiene emisores de rayos gamma duros , lo que hace que la mezcla isotópica del uranio sea menos atractiva para la fabricación de bombas. Esta ventaja implicaría el costo adicional de un mayor inventario de material fisionable o un diseño de dos fluidos con una gran cantidad de sal de cobertura.

Se ha demostrado la tecnología necesaria para el reprocesamiento de sales combustibles, pero solo a escala de laboratorio. Un requisito previo para el diseño de reactores comerciales a gran escala es la investigación y el desarrollo para diseñar un sistema de limpieza de sales combustibles económicamente competitivo.

reprocesamiento de combustible

Cambios en la composición de un neutrón rápido de MSR (kg/GW)

El reprocesamiento se refiere a la separación química del uranio y plutonio fisionables del combustible gastado. [ 20 ] Dicha recuperación podría aumentar el riesgo de proliferación nuclear . En Estados Unidos, el marco regulatorio ha variado drásticamente entre administraciones. [ 20 ]

Costos y economía

Una revisión sistemática de la literatura de 2020 concluye que existe información muy limitada sobre la economía y las finanzas de los MSR, con baja calidad de la información y que las estimaciones de costos son inciertas. [ 21 ]

En el caso específico del reactor de sales estables (SSR), donde el combustible radiactivo se encuentra como una sal fundida dentro de barras de combustible y el circuito primario no es radiactivo, es probable que los costos operativos sean menores. [ 22 ]

Tipos de reactores de sales fundidas

Si bien se han propuesto muchas variantes de diseño, existen cuatro categorías principales con respecto al papel de la sal fundida:

El uso de sal fundida como combustible y como refrigerante son decisiones de diseño independientes: el MSRE original de combustible circulante de sal y el SSR más reciente de combustible estático de sal utilizan sal como combustible y sal como refrigerante; el DFR utiliza sal como combustible pero metal como refrigerante; y el FHR tiene combustible sólido pero sal como refrigerante.

Diseños

Los reactores de sales fundidas (MSR) pueden ser quemadores o reproductores. Pueden ser rápidos , térmicos o epitérmicos . Los reactores térmicos suelen emplear un moderador (generalmente grafito) para ralentizar los neutrones y moderar la temperatura. Pueden aceptar una variedad de combustibles (uranio poco enriquecido, torio, uranio empobrecido , productos de desecho) [ 23 ] y refrigerantes (fluoruro, cloruro, litio, berilio, mixtos). El ciclo del combustible puede ser cerrado o de paso único. Pueden ser monolíticos o modulares, grandes o pequeños. El reactor puede adoptar una configuración de bucle, modular o integral. Las variaciones incluyen:

reactor rápido de sales fundidas

El reactor rápido de sales fundidas (MSFR) es un diseño propuesto con el combustible disuelto en un refrigerante de sal fluorada. El MSFR es una de las dos variantes de MSR seleccionadas por el Foro Internacional de Generación IV (GIF) para su posterior desarrollo, siendo la otra el FHR o AHTR. [ 24 ] El MSFR se basa en un espectro de neutrones rápidos y se considera un sustituto a largo plazo de los reactores rápidos de combustible sólido. Se han estudiado durante casi una década, principalmente mediante cálculos y la determinación de propiedades físicas y químicas básicas en la Unión Europea y la Federación Rusa. [ 25 ] Un MSFR se considera sostenible porque no hay escasez de combustible. En teoría, el funcionamiento de un MSFR no genera ni requiere grandes cantidades de elementos transuránicos (TRU) . Cuando se alcanza el estado estacionario en un MSFR, ya no hay necesidad de instalaciones de enriquecimiento de uranio. [ 26 ]

Los MSFR pueden ser reactores reproductores . Operan sin un moderador en el núcleo, como el grafito, por lo que la vida útil del grafito ya no es un problema. Esto da como resultado un reactor reproductor con un espectro de neutrones rápidos que opera en el ciclo del combustible de torio. Los MSFR contienen inventarios iniciales relativamente pequeños de 233Los MSFR funcionan con combustible líquido sin materia sólida en el núcleo. Esto permite alcanzar una potencia específica mucho mayor que la de los reactores que utilizan combustible sólido. El calor producido se transfiere directamente al fluido caloportador. En el MSFR, se reserva una pequeña cantidad de sal fundida para su procesamiento y posterior eliminación de los productos de fisión, que luego se devuelve al reactor. Esto permite a los MSFR reprocesar el combustible sin detener el reactor. Esto difiere notablemente de los reactores de combustible sólido, ya que estos últimos cuentan con instalaciones separadas para la producción del combustible sólido y el procesamiento del combustible nuclear gastado. El MSFR puede operar con una amplia variedad de composiciones de combustible gracias a su control de combustible en línea y su procesamiento flexible. [ 27 ]

El MSFR estándar sería un  reactor de 3000 MWth con un volumen total de sal combustible de 18 m³ y una temperatura media del combustible de 750  °C. El núcleo tiene forma de cilindro compacto con una relación altura/diámetro de 1, por donde fluye la sal combustible de fluoruro líquido de abajo hacia arriba. La recirculación de la sal, de arriba hacia abajo, se divide en 16 grupos de bombas e intercambiadores de calor ubicados alrededor del núcleo. La sal combustible tarda aproximadamente de 3 a 4 segundos en completar un ciclo completo. En cualquier momento durante la operación, la mitad del volumen total de sal combustible se encuentra en el núcleo y el resto en el circuito de combustible externo (colectores de sal, separadores de burbujas de sal, intercambiadores de calor de combustible, bombas, inyectores de sal y tuberías). [ 27 ] Los MSFR contienen un sistema de drenaje de emergencia que se activa y se lleva a cabo mediante dispositivos redundantes y fiables, como la tecnología de detección y apertura. Durante la operación, la velocidad de circulación de la sal combustible se puede ajustar controlando la potencia de las bombas en cada sector. La velocidad de circulación del fluido intermedio se puede ajustar controlando la potencia de las bombas del circuito intermedio. La temperatura del fluido intermedio en los intercambiadores intermedios se puede gestionar mediante un doble bypass. Esto permite mantener constante la temperatura del fluido intermedio a la entrada del intercambiador de conversión, mientras que su temperatura aumenta de forma controlada a la entrada de los intercambiadores intermedios. La temperatura del núcleo se puede ajustar variando la proporción de burbujas inyectadas en el núcleo, ya que reduce la densidad de la sal. Como resultado, reduce la temperatura media de la sal combustible. Normalmente, la temperatura de la sal combustible se puede reducir en 100  °C utilizando una proporción de burbujas del 3 %. Los MSFR tienen dos modos de drenaje: drenaje rutinario controlado y drenaje de emergencia. Durante el drenaje rutinario controlado, la sal combustible se transfiere a tanques de almacenamiento con refrigeración activa. La temperatura del combustible se puede reducir antes del drenaje, lo que puede ralentizar el proceso. Este tipo de drenaje se puede realizar cada 1 a 5 años cuando se reemplazan los sectores. El drenaje de emergencia se realiza cuando se produce una irregularidad durante el funcionamiento. La sal combustible puede drenarse directamente al tanque de drenaje de emergencia mediante dispositivos activos o pasivos. El drenaje debe ser rápido para limitar el calentamiento de la sal combustible en caso de una pérdida de disipación de calor.

Reactor de alta temperatura refrigerado por sales de fluoruro

El reactor de alta temperatura refrigerado por sales de fluoruro (FHR), también llamado reactor avanzado de alta temperatura (AHTR), [ 28 ] [ 29 ] es una variante propuesta de reactor de sales fundidas de Generación IV. [ 24 ] El FHR utiliza un sistema de combustible sólido junto con una sal de fluoruro fundida como refrigerante. [ 30 ]

El concepto fue propuesto como el Reactor Avanzado de Alta Temperatura por ORNL en 2003. [ 29 ] Tras varios años de desarrollo conceptual, el diseño del Reactor de Alta Temperatura Refrigerado con Sal de Fluoruro de Lecho de Guijarros (PB-FHR) fue lanzado por la Universidad de California, Berkeley en 2014. [ 29 ] Este diseño se utilizó posteriormente como base para el pequeño reactor modular KP-FHR de Kairos Power . [ 29 ] El concepto también está siendo explorado en China por el Instituto de Física Aplicada de Shanghái (SINAP) como parte del proyecto TMSR . [ 29 ]

Una versión del reactor de muy alta temperatura (VHTR) en estudio fue el reactor de muy alta temperatura de sal líquida (LS-VHTR). Este utiliza sal líquida como refrigerante en el circuito primario, en lugar de un único circuito de helio. Se basa en combustible triestructural-isotrópico ( TRISO ) disperso en grafito. Las primeras investigaciones sobre el AHTR se centraron en el grafito en forma de varillas que se insertarían en bloques hexagonales de grafito moderador, pero los estudios actuales se centran principalmente en el combustible tipo guijarro. El LS-VHTR puede funcionar a temperaturas muy altas (el punto de ebullición de la mayoría de los candidatos a sales fundidas es >1400 °C); refrigeración a baja presión que puede utilizarse para igualar las condiciones de las instalaciones de producción de hidrógeno (la mayoría de los ciclos termoquímicos requieren temperaturas superiores a 750 °C); mejor eficiencia de conversión eléctrica que un VHTR refrigerado por helio que opere en condiciones similares; sistemas de seguridad pasiva y mejor retención de productos de fisión en caso de accidente.  

reactor de torio de fluoruro líquido

Los reactores que contienen sal de torio fundida, denominados reactores de torio de fluoruro líquido (LFTR), aprovecharían el ciclo del combustible de torio . Empresas privadas de Japón, Rusia, Australia y Estados Unidos, así como el gobierno chino, han manifestado interés en desarrollar esta tecnología. [ 31 ] [ 32 ]

Los defensores estiman que quinientas toneladas métricas de torio podrían abastecer las necesidades energéticas de EE. UU. durante un año. [ 33 ] El Servicio Geológico de EE. UU. estima que el yacimiento de torio más grande conocido en EE. UU., el distrito de Lemhi Pass en la frontera entre Montana e Idaho , contiene reservas de torio de 64 000 toneladas métricas. [ 34 ]

Tradicionalmente, estos reactores se conocían como reactores reproductores de sales fundidas (MSBR) o reactores de sales fundidas de torio (TMSR), pero el nombre LFTR fue promovido como un cambio de marca a principios de la década de 2000 por Kirk Sorensen.

reactor de sales estables

El reactor de sal estable es un concepto relativamente reciente que mantiene el combustible de sal fundida de forma estática en las barras de combustible tradicionales de los reactores de agua ligera (LWR). Ya no es necesario bombear la sal combustible ni lidiar con los problemas de corrosión, deposición, mantenimiento y contención derivados de la circulación de un fluido altamente radiactivo, caliente y químicamente complejo. Las barras de combustible se sumergen en una sal de fluoruro separada y no fisionable que actúa como refrigerante primario.

Reactores de sales fundidas de doble fluido

Un ejemplo prototípico de reactor de doble fluido es el reactor refrigerado por plomo y alimentado con sales minerales.

Historia

década de 1950

Experimento de reactor de aeronave, EE. UU.

Edificio del Experimento de Reactores Aeronáuticos en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL). Posteriormente fue reacondicionado para el MSRE.

La investigación en reactores de sales fundidas (MSR) comenzó con el Experimento de Reactor Aeronáutico (ARE) de Estados Unidos, en apoyo del programa de propulsión nuclear aeronáutica estadounidense. ARE fue un experimento de reactor nuclear de 2,5 MWth diseñado para alcanzar una alta densidad energética para su uso como motor en un bombardero de propulsión nuclear.

El proyecto incluyó experimentos, entre ellos pruebas de alta temperatura y de motores, denominados colectivamente Experimentos de Reactor de Transferencia de Calor: HTRE-1, HTRE-2 y HTRE-3 en la Estación Nacional de Pruebas de Reactores (ahora Laboratorio Nacional de Idaho ), así como un reactor experimental de sales fundidas de alta temperatura en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, el ARE.

ARE utilizó sal de fluoruro fundida NaF/ZrF 4 /UF 4 (53-41-6 % molar ) como combustible, moderada por óxido de berilio (BeO). El sodio líquido se utilizó como refrigerante secundario. 

El experimento alcanzó una temperatura máxima de 860  °C. Produjo 100 MWh durante nueve días en 1954. Este experimento utilizó aleación Inconel 600 para la estructura metálica y las tuberías. [ 35 ]

En 1957, se puso en marcha un reactor de sales fundidas (MSR) en las instalaciones de experimentos críticos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Formaba parte del programa de reactores de combustible circulante de la compañía Pratt & Whitney Aircraft (PWAC). Este reactor se denominó Pratt and Whitney Aircraft Reactor-1 (PWAR-1). El experimento se llevó a cabo durante varias semanas a una potencia prácticamente nula, aunque alcanzó la criticidad. La temperatura de funcionamiento se mantuvo constante en aproximadamente 675 °C (1250 °F) . El PWAR-1 utilizó NaF/ZrF₄ / UF₄ como combustible y refrigerante primarios. Fue uno de los tres reactores de sales fundidas críticos jamás construidos. [ 36 ]  

Décadas de 1960 y 1970

Maestría en Bienestar Infantil en Oak Ridge, EE. UU.

Diagrama de la planta MSRE [ 37 ]

El Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) lideró la investigación de los reactores de sales fundidas (MSR) durante la década de 1960. Gran parte de su trabajo culminó con el Experimento de Reactor de Sales Fundidas (MSRE). El MSRE fue un reactor de prueba de 7,4 MW t/h que simulaba el "núcleo" neutrónico de un tipo de reactor reproductor de sales fundidas de torio epitermal llamado reactor de torio de fluoruro líquido (LFTR). Se omitió la gran (y costosa) capa reproductora de sal de torio en favor de las mediciones de neutrones.

Las tuberías, la cuba central y los componentes estructurales del MSRE estaban hechos de Hastelloy -N, moderado por grafito pirolítico . Alcanzó la criticidad en 1965 y funcionó durante cuatro años. Su combustible era LiF /BeF₂ / ZrF₄ / UF₄ ( 65-29-5-1) % molar . El núcleo de grafito lo moderaba. Su refrigerante secundario era FLiBe ( 2LiF · BeF₂ ). Alcanzó temperaturas de hasta 650 °C (1202 °F) y logró el equivalente a aproximadamente 1,5 años de funcionamiento a plena potencia.  

Diseños teóricos en Oak Ridge, EE. UU.

reactor reproductor de sales fundidas

De 1970 a 1976, ORNL investigó el diseño de un reactor reproductor de sales fundidas (MSBR). El combustible sería LiF/BeF₂ / ThF₄ / UF₄ ( 72-16-12-0,4) % molar con moderador de grafito. El refrigerante secundario sería NaF/Na [ BF₄ ] . Su temperatura máxima de operación sería de 705 °C (1301 °F) . [ 9 ] Seguiría un programa de reemplazo de 4 años. El programa MSR se cerró a principios de la década de 1970 en favor del reactor reproductor rápido de metal líquido (LMFBR), [ 38 ] después de lo cual la investigación se estancó en los Estados Unidos. [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] A partir de 2011  ARE y MSRE siguieron siendo los únicos reactores de sales fundidas que se pusieron en funcionamiento.

El proyecto MSBR recibió financiación desde 1968 hasta 1976 de (en dólares de 2024 [ 42 ] ) 79,6 millones de dólares . [ 43 ] 

Oficialmente, el programa fue cancelado porque:

  • El apoyo político y técnico al programa en Estados Unidos era geográficamente muy limitado. Dentro de Estados Unidos, la tecnología solo se comprendía bien en Oak Ridge. [ 38 ]
  • El programa MSR competía en ese momento con el programa de reactores reproductores rápidos, que tuvo un comienzo temprano y contó con abundantes fondos gubernamentales para su desarrollo, con contratos que beneficiaron a muchas partes del país. Cuando el programa de desarrollo del MSR avanzó lo suficiente como para justificar un programa ampliado que condujera al desarrollo comercial, la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos (AEC) no pudo justificar la desviación de fondos sustanciales del LMFBR a un programa competidor. [ 38 ]
Reactor de sales fundidas desnaturalizadas

El reactor de sales fundidas desnaturalizadas (DMSR, por sus siglas en inglés) fue un diseño teórico de Oak Ridge que nunca llegó a construirse.

Engel et al. 1980 dijeron que el proyecto "examinó la viabilidad conceptual de un reactor de potencia de sales fundidas alimentado con uranio-235 desnaturalizado (es decir, con uranio de bajo enriquecimiento) y operado con un mínimo de procesamiento químico". La principal prioridad de diseño fue la resistencia a la proliferación. [ 11 ] Aunque el DMSR teóricamente puede alimentarse parcialmente con torio o plutonio, alimentarlo exclusivamente con uranio de bajo enriquecimiento (LEU) ayuda a maximizar la resistencia a la proliferación.

Otros objetivos del DMSR eran minimizar la investigación y el desarrollo y maximizar la viabilidad. El Foro Internacional de Generación IV (GIF) incluye el "procesamiento de sales" como una brecha tecnológica para los reactores de sales fundidas. [ 8 ] El diseño del DMSR requiere teóricamente un procesamiento químico mínimo porque es un quemador en lugar de un reproductor.

Reino Unido

El Centro de Investigación de Energía Atómica del Reino Unido (AERE) estaba desarrollando un diseño alternativo de reactor de sales fundidas (MSR) en sus Laboratorios Nacionales de Harwell , Culham , Risley y Winfrith . El AERE optó por centrarse en un concepto de reactor rápido de sales fundidas (MSFR) de 2,5 GWe refrigerado con plomo  , utilizando cloruro . [ 44 ] También investigaron el helio como refrigerante. [ 45 ] [ 46 ]

El reactor MSFR del Reino Unido habría funcionado con plutonio , un combustible considerado "gratuito" por los científicos investigadores del programa, debido a las reservas de plutonio del Reino Unido.

A pesar de sus diferentes diseños, ORNL y AERE mantuvieron contacto durante este período mediante el intercambio de información y visitas de expertos. El trabajo teórico sobre el concepto se llevó a cabo entre 1964 y 1966, mientras que el trabajo experimental continuó entre 1968 y 1973. El programa recibió financiación gubernamental anual de entre 100 000 y 200 000 libras esterlinas (equivalente a entre 2 y 3 millones de libras esterlinas en 2005). Esta financiación finalizó en 1974, en parte debido al éxito del Prototipo de Reactor Rápido en Dounreay, que se consideró prioritario para la financiación, ya que alcanzó la criticidad ese mismo año. [ 44 ]

Unión Soviética

En la URSS, en la segunda mitad de la década de 1970, se inició un programa de investigación sobre reactores de sales fundidas en el Instituto Kurchatov . Este programa incluyó estudios teóricos y experimentales, en particular la investigación de las propiedades mecánicas, de corrosión y de radiación de los materiales del contenedor de sales fundidas. Los principales hallazgos respaldaron la conclusión de que no existían obstáculos físicos ni tecnológicos que impidieran la implementación práctica de los reactores de sales fundidas. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]

siglo XXI

El interés por los reactores de sales fundidas (MSR) se reanudó en el nuevo milenio debido a los continuos retrasos en la energía de fusión y otros programas de energía nuclear , así como a la creciente demanda de fuentes de energía que generaran mínimas emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). [ 39 ] [ 50 ]

A partir de 2016El Laboratorio Nacional de Oak Ridge está realizando investigaciones para apoyar el desarrollo de los MSR. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] Están estudiando la purificación de sales, la producción y las pruebas de corrosión, así como desarrollando software de simulación para modelar las condiciones del núcleo del reactor, la neutrónica y el transporte de neutrones, incluso en reactores de combustible líquido donde el combustible circula fuera del núcleo. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]

proyectos comerciales/nacionales/internacionales

Canadá

Terrestrial Energy , una empresa canadiense, está desarrollando un diseño de reactor de sales fundidas (DMSR) denominado Reactor Integral de Sales Fundidas (IMSR). El IMSR está diseñado para ser desplegado como un pequeño reactor modular (SMR). Su diseño, actualmente en proceso de licenciamiento, tiene una potencia térmica de 400 MW (190 MW eléctrica). Gracias a sus altas temperaturas de operación, el IMSR tiene aplicaciones tanto en el mercado de calor industrial como en el mercado eléctrico tradicional. Las principales características de diseño incluyen la moderación de neutrones mediante grafito, el uso de uranio de bajo enriquecimiento como combustible y una unidad central compacta y reemplazable. El calor residual se elimina pasivamente mediante nitrógeno (con aire como alternativa de emergencia). Esta última característica permite la simplicidad operativa necesaria para su despliegue industrial. [ 54 ]

Terrestrial completó la primera fase de una revisión previa a la concesión de licencias por parte de la Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear en 2017, la cual proporcionó una opinión regulatoria que indica que las características de diseño son generalmente lo suficientemente seguras como para obtener eventualmente una licencia para construir el reactor. [ 55 ] [ 56 ]

Moltex Energy Canada, una subsidiaria de Moltex Energy Ltd con sede en el Reino Unido, ha obtenido apoyo de New Brunswick Power para el desarrollo de una planta piloto en Point Lepreau, Canadá, [ 57 ] y respaldo financiero de IDOM (una empresa de ingeniería internacional) [ 58 ] y actualmente participa en el proceso de revisión de diseño del proveedor canadiense. [ 59 ] La planta empleará la versión de combustión de residuos del diseño de reactor de sal estable de la compañía .

Porcelana

Logotipo del proyecto TMSR ( Reactor de Sales Fundidas de Torio ), de la Academia China de Ciencias .

China inició un proyecto de investigación de torio en enero de 2011 y gastó alrededor de 3 mil millones de yuanes (US$500 millones) en él para 2021. [ 31 ] [ 3 ] Se planeó que un demostrador de 100 MW de la versión de combustible sólido (TMSR-SF), basado en tecnología de lecho de guijarros , estuviera listo para 2024. Un piloto de 10 MW y un demostrador más grande de la variante de combustible líquido (TMSR-LF) se apuntaron para 2024 y 2035, respectivamente. [ 60 ] [ 61 ] Luego, China aceleró su programa para construir dos reactores de 12 MW bajo tierra en las instalaciones de investigación de Wuwei para 2020, [ 62 ] comenzando con el prototipo TMSR-LF1 de 2 megavatios. [ 63 ] El proyecto buscaba probar nuevos materiales resistentes a la corrosión. [ 62 ] En 2017, ANSTO / Instituto de Física Aplicada de Shanghái anunció la creación de una aleación de NiMo-SiC para su uso en MSR. [ 64 ] [ 65 ]

En 2021, China declaró que la operación del prototipo de Wuwei podría comenzar la generación de energía a partir de torio en septiembre, [ 66 ] con un prototipo que proporcionaría energía a alrededor de 1000 hogares. [ 67 ] [ 68 ]

Se anunció que se seguiría trabajando en reactores comerciales con fecha de finalización prevista para 2030. [ 69 ] El gobierno chino planea construir reactores similares en desiertos y llanuras del oeste de China, así como hasta 30 en países que participan en la iniciativa china de la Franja y la Ruta . [ 68 ]

En 2023, el reactor de 2 MWt alcanzó la criticidad y a finales de 2024 se le recargó el combustible mientras seguía funcionando. [ 70 ]

Dinamarca

Copenhagen Atomics es una empresa danesa de tecnología de sales fundidas que desarrolla reactores de sales fundidas para fabricación en masa. El Copenhagen Atomics Waste Burner es un reactor de sales fundidas de un solo fluido, moderado por agua pesada, basado en fluoruro, de espectro térmico y controlado de forma autónoma. Está diseñado para caber dentro de un contenedor de envío de acero inoxidable hermético de 40 pies. El moderador de agua pesada está aislado térmicamente de la sal y se drena y enfría continuamente a menos de 50 °C (122 °F) . Un deuteróxido de litio-7 fundido ( 7  También se está investigando la versión moderadora de LiOD . El reactor utiliza el ciclo de combustible de torio, empleando plutonio separado del combustible nuclear gastado como carga fisible inicial para la primera generación de reactores, para luego pasar a un reactor reproductor de torio. [ 71 ] Copenhagen Atomics está desarrollando y probando activamente válvulas, bombas, intercambiadores de calor, sistemas de medición, sistemas de química y purificación de sales, y sistemas de control y software para aplicaciones de sales fundidas. [ 72 ]

Seaborg Technologies está desarrollando el núcleo para un reactor compacto de sales fundidas (CMSR). El CMSR es un reactor de sales fundidas térmico de alta temperatura y una sola sal, diseñado para alcanzar la criticidad con uranio de bajo enriquecimiento disponible comercialmente . El diseño del CMSR es modular y utiliza un moderador de NaOH patentado. [ 39 ] [ 73 ] Se estima que el núcleo del reactor se reemplazará cada 12 años. Durante la operación, el combustible no se reemplazará y arderá durante toda la vida útil del reactor, que es de 12 años. Se planea que la primera versión del núcleo de Seaborg produzca 250 MW de potencia térmica y 100 MW de potencia electrónica . Como central eléctrica, el CMSR podrá suministrar electricidad, agua potable y calefacción/refrigeración a unos 200.000 hogares. [ 74 ]

Francia

El proyecto EVOL (Evaluación y viabilidad del sistema de reactor rápido de combustible líquido) del CNRS , con el objetivo de proponer un diseño del reactor rápido de sales fundidas (MSFR), [ 75 ] publicó su informe final en 2014. [ 76 ] Varios proyectos MSR como FHR, MOSART, MSFR y TMSR tienen temas comunes de investigación y desarrollo. [ 77 ]

El proyecto EVOL será continuado por el proyecto SAMOFAR (Safety Assessment of the Molten Salt Fast Reactor), financiado por la UE, en el que colaboran varios institutos de investigación y universidades europeas. [ 78 ]

Alemania

El Instituto Alemán de Física Nuclear del Estado Sólido en Berlín ha propuesto el reactor de doble fluido como concepto para un reactor de sales fundidas (MSR) rápido refrigerado por plomo. El concepto original del MSR utilizaba la sal fluida para proporcionar los materiales de fisión y también para disipar el calor. Por lo tanto, presentaba problemas con la velocidad de flujo necesaria. Se cree que el uso de dos fluidos diferentes en circuitos separados solucionaría el problema.

India

En 2015, investigadores indios publicaron un diseño de MSR, [ 79 ] como una vía alternativa a los reactores basados ​​en torio, según el programa de energía nuclear de tres etapas de la India . [ 80 ]

Indonesia

Thorcon está desarrollando el reactor de sales fundidas TMSR-500 para el mercado indonesio. [ 81 ] La Agencia Nacional de Investigación e Innovación , a través de su Organización de Investigación para la Energía Nuclear, anunció el 29 de marzo de 2022 su renovado interés en la investigación de reactores MSR y planeó estudiar y desarrollar MSR para reactores nucleares alimentados con torio . [ 82 ] [ 83 ]

Japón

El reactor de sales fundidas de Fuji es un LFTR de 100 a 200 MW e , que utiliza tecnología similar al proyecto de Oak Ridge, pero el proyecto parece carecer de financiación. [ 32 ]

Rusia

En 2020, Rosatom anunció planes para construir un reactor de sales fundidas (MSR) con quemador FLiBe de 10 MW /t . Este reactor se alimentaría con plutonio procedente del reprocesamiento de combustible nuclear gastado de reactores VVER y fluoruros de actínidos menores . Se prevé su puesta en marcha en 2031 en el complejo minero y químico . [ 84 ] [ 85 ]

Reino Unido

La Fundación Alvin Weinberg es una organización británica sin fines de lucro fundada en 2011, dedicada a crear conciencia sobre el potencial de la energía del torio y el LFTR. Fue lanzada formalmente en la Cámara de los Lores el 8 de septiembre de 2011. [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] Recibe su nombre del físico nuclear estadounidense Alvin M. Weinberg , quien fue pionero en la investigación del MSR de torio.

El diseño de reactor de sales estables de Moltex Energy fue seleccionado como el más adecuado de seis diseños de MSR para su implementación en el Reino Unido en un estudio de 2015 encargado por la agencia de innovación del Reino Unido, Innovate UK . [ 89 ] El apoyo del gobierno del Reino Unido ha sido débil, [ 90 ] pero la filial británica de la empresa, MoltexFLEX , lanzó su diseño modular pequeño FLEX en octubre de 2022. [ 91 ]

Estados Unidos

El Laboratorio Nacional de Idaho diseñó un reactor refrigerado por sales fundidas y alimentado con sales fundidas con una producción prospectiva de 1000 MW e . [ 92 ] 

Kirk Sorensen, ex científico de la NASA y jefe de tecnología nuclear en Teledyne Brown Engineering , es un promotor de larga data del ciclo del combustible de torio , acuñando el término reactor de torio de fluoruro líquido . En 2011, Sorensen fundó Flibe Energy. [ 39 ] [ 93 ] [ 94 ]

Transatomic Power desarrolló lo que denominó un reactor de sales fundidas aniquilador de residuos (WAMSR), destinado a consumir el combustible nuclear gastado existente , [ 95 ] desde 2011 hasta que cesó sus operaciones en 2018 y publicó su investigación como código abierto. [ 96 ] [ 97 ]

En enero de 2016, el Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció un fondo de $80 millones para desarrollar diseños de reactores de Generación IV . [ 98 ]Una de las dos beneficiarias, Southern Company , utilizará los fondos para desarrollar un reactor rápido de cloruro fundido (MCFR), un tipo de MSR desarrollado anteriormente por científicos británicos. [ 44 ] [ 39 ]

En 2021, la Autoridad del Valle de Tennessee (TVA) y Kairos Power anunciaron la construcción de un reactor de prueba de 140 MWe, refrigerado por sales de fluoruro a baja presión y alimentado con TRISO , en Oak Ridge, Tennessee. La Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. (NRC) emitió un permiso de construcción para el proyecto en 2023. Se espera que el diseño opere con una eficiencia del 45 %. La temperatura de salida es de 650 °C (1202 °F) . La presión principal del vapor es de 19 MPa. La estructura del reactor es de acero inoxidable 316. El combustible está enriquecido al 19,75 %. La refrigeración por pérdida de potencia es pasiva. [ 99 ] En febrero de 2024, el Departamento de Energía (DOE) y Kairos Power firmaron un Acuerdo de Inversión Tecnológica de 303 millones de dólares para apoyar el diseño, la construcción y la puesta en marcha del reactor. La empresa recibirá pagos fijos al completar los hitos del proyecto. [ 100 ]  

También en 2021, Southern Company, en colaboración con TerraPower y el Departamento de Energía de los Estados Unidos, anunció planes para construir el Experimento de Reactor de Cloruro Fundido, el primer reactor de sal de espectro rápido en el Laboratorio Nacional de Idaho. [ 101 ]

La Universidad Cristiana de Abilene (ACU) ha solicitado a la NRC una licencia de construcción para un reactor de investigación de sales fundidas (MSRR) de 1 MWt, [ 102 ] que se construirá en su campus en Abilene, Texas, como parte del laboratorio de Pruebas Experimentales de Energía Nuclear (NEXT). La ACU planea que el MSRR alcance la criticidad para diciembre de 2025. [ 103 ]

Véase también

  • Reactor acuoso homogéneo  – Tipo de reactor nuclear
  • Reactor rápido integral  – Diseño de reactores nucleares
  • Aeronave nuclear  : máquina voladora que se basa en el empuje generado por energía nuclear. Páginas que muestran breves descripciones de objetivos de redirección.
  • Residuos nucleares  : materiales radiactivos inutilizables. Páginas que muestran breves descripciones de destinos de redireccionamiento.

Notas

  1. ↑ "Los productos de fisión (excepto Xe y Kr) y los materiales nucleares son altamente solubles en la sal y permanecerán en ella tanto en condiciones operativas como en caso de accidente. Los productos de fisión que no son solubles (por ejemplo, Xe, Kr) se retiran continuamente de la sal combustible fundida, se solidifican, se empaquetan y se colocan en bóvedas de almacenamiento con refrigeración pasiva".—Dr. Charles W. Forsberg. [ 4 ] : 4
  2. ↑ El TMSR-500, un reactor de torio de fluoruro líquido, opera a una presión de 3 atmósferas y temperaturas de 550 a 700 °C. En este diseño, los subproductos de fisión gaseosos Xe y Kr se separan mediante burbujeo de helio en tanques de almacenamiento, donde su radiactividad se ha desintegrado, después de aproximadamente una semana. [ 5 ] El helio se recicla. [ 6 ]

Referencias

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Lecturas adicionales

  • El repositorio de documentos de Energy from Thorium contiene versiones escaneadas de numerosos informes de ingeniería del gobierno estadounidense, con más de diez mil páginas de experiencia en construcción y operación. Este repositorio es la principal referencia para el experimento del reactor de aeronave y el análisis técnico del reactor alimentado con sales fundidas.
  • Weinberg, Alvin M. (1994). La primera era nuclear: La vida y obra de un solucionador de problemas tecnológicos . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-56396-358-2.
  • Página principal de los intereses eclécticos de Bruce Hoglund: Energía nuclear, torio, reactores de sales fundidas, etc.
  • Sitio web del Foro Internacional Generación IV MSR
  • Resumen del taller INL MSR
  • "La química de sales fundidas desempeña un papel fundamental en los sistemas de transmutación impulsados ​​por aceleradores" . Archivado del original el 21 de febrero de 2013.
  • DeVan, JH; DiStefano, JR; Keiser, JR; Klueh, RL; Eatherly, WP (febrero de 1995). "Consideraciones sobre materiales para sistemas de conversión de plutonio basados ​​en aceleradores de sales fundidas" . OSTI.gov . Laboratorio Nacional de Oak Ridge. OSTI 50959. Consultado el 3 de julio de 2025 . 
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  • Lane, James. A (1958). Reactores de combustible fluido . Addison-Wesley y US AEC. pág.  972.
  • Dolan, Thomas James; Pazsit, Imre; Rykhlevskii, Andrei; Yoshioka, Ritsuo, eds. (2024). Reactores de sales fundidas y energía de torio (2ª  ed.). Cambidge, MA: Woodhead Publishing. doi : 10.1016/C2021-0-01689-8 . ISBN 9780323993555.
  • Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico – Fundamentos del reactor de sales fundidas (YouTube)
  • Organización Internacional de Energía del Torio – www.IThEO.org
  • El experimento del reactor de sales fundidas en YouTube
  • Hoja informativa sobre el reactor de sales fundidas del Laboratorio Nacional de Idaho
  • Blog/Sitio web sobre la energía del torio
  • Google TechTalks – "Reactor de fluoruro líquido de torio: lo que la fusión quería ser" por el Dr. Joe Bonometti, NASA / Escuela Naval de Posgrado (YouTube)
  • Reactor avanzado de alta temperatura con lecho de guijarros
  • Thorium Remix LFTR en 5 minutos y otros documentales de LFTR.
  • Kun Chen, de la Academia China de Ciencias, habla sobre el programa chino de reactores de sales fundidas de torio (TMSR).
  • Revisión de la tecnología de reactores de sales fundidas
  • "MSFR – Bibliografía" . Archivado del original el 16 de noviembre de 2015.
  • Heuer, D.; Merle-Lucotte, E.; Allibert, M.; Brovchenko, M.; Ghetta, V.; Rubiolo, P. (1 de febrero de 2014). "Hacia el ciclo del combustible de torio con reactores rápidos de sales fundidas". Annals of Nuclear Energy . 64 : 421–429 . Bibcode : 2014AnNuE..64..421H . doi : 10.1016/j.anucene.2013.08.002 .
  • "Canal de YouTube Rock Logic (donde se habla de todo lo relacionado con MSR y LFTR)" . www.youtube.com . Consultado el 15 de septiembre de 2022 .