Contenedores de almacenamiento en seco y bóvedas subterráneas en el Laboratorio Nacional de Idaho, donde se almacena combustible nuclear usado. Crédito: Departamento de Energía
El aprovechamiento de los residuos nucleares desechados podría ayudar a generar una fuente autosuficiente de un ingrediente clave para la fusión nuclear, propone un nuevo plan.
por Gayoung Lee
La fusión nuclear ha experimentado avances emocionantes , y la promesa de una energía limpia y eficiente parece cada vez más cerca de hacerse realidad . Sin embargo, los escépticos señalan problemas prácticos que quizá no nos estemos esforzando lo suficiente por resolver, problemas que inevitablemente sobrecargarán nuestros reactores cuando finalmente lleguen.
Un nuevo estudio dirigido por Terence Tarnowsky , físico nuclear del Laboratorio Nacional de Los Álamos , se centra en un aspecto clave del problema: encontrar un suministro de tritio, un componente fundamental para la fusión. Tarnowsky, quien presentará sus hallazgos la próxima semana en la conferencia ACS Otoño 2025 , sugiere aprovechar las miles de toneladas de residuos radiactivos para apoyar la producción de tritio.
En un reactor de fusión exitoso, el tritio y el deuterio (dos isótopos ligeros del hidrógeno) se fusionan y liberan una enorme cantidad de energía en el proceso. En cambio, las centrales nucleares actuales funcionan mediante fisión, o la división de átomos pesados como el uranio, que también genera una gran cantidad de energía, pero produce subproductos radiactivos de larga duración. Este material de desecho simplemente permanece en el país, presumiblemente durante un millón de años, y su gestión cuesta cientos de millones de dólares al año, explicó Tarnowsky a Gizmodo durante una videollamada.
Mientras tanto, la promesa de la fusión se ve ensombrecida por la inevitable escasez de tritio, un isótopo del hidrógeno extremadamente raro e inestable. «Solo hay decenas de kilogramos [de tritio], tanto natural como artificial, en todo el planeta», afirmó Tarnowsky. Y no ayuda que los experimentos nucleares en todo el mundo estén consumiendo esas diminutas reservas a un ritmo alarmante. «Entonces, ¿de dónde se supone que proviene este tritio?»
La cría de tritio en laboratorios es una opción viable, pero, una vez más, hay una muy buena razón por la que no hemos encontrado la receta perfecta: es un “combustible complicado de manejar”, dijo Tarnowsky.
“Si se produce tritio ahora, no es posible almacenarlo en un contenedor durante 30 años, ya que se desintegra en helio-3 muy rápidamente”, explicó. “Y además, tiene la química del hidrógeno. Al hidrógeno le gusta escaparse de las cosas; le gusta atascarse en las paredes. Así que es difícil lidiar con él”. Para contextualizar, la vida media del tritio es de 12,3 años , lo que significa que se desintegra a la mitad de su cantidad original en ese tiempo.
La propuesta de Tarnowsky combina teorías previas con avances tecnológicos recientes. En resumen, la idea es emplear un acelerador lineal superconductor para transportar material radiactivo residual rodeado de sal de litio fundida. Esto desencadenaría la desintegración de átomos de uranio y plutonio dentro de los residuos nucleares, lo que resultaría en una serie de explosiones de neutrones y otras transiciones nucleares que eventualmente producirían átomos de tritio.
Con el diseño adecuado, Tarnowsky conjetura que este método podría « producir más de diez veces más tritio que un reactor de fusión con la misma potencia térmica», como se señala en el comunicado de prensa. Dicho esto, admite que esta hoja de ruta requeriría compromisos firmes tanto del sector público como del privado.
La economía de fusión es irreversible en cierto modo, afirmó Tarnowsky. Ciertamente, no es algo que se pueda «pulsar un interruptor y tener un sistema de respaldo en funcionamiento si algo sale terriblemente mal con la producción de tritio», añadió Tarnowsky. «Hay que planificar con mucha antelación».
Pero cuanto más esperamos, más nos estamos metiendo en un lío, dijo. «Cada año que seguimos operando nuestras centrales nucleares —¡de forma muy segura!—, también producimos más combustible gastado cada año, lo que aumenta unas 2000 toneladas métricas al año. Así que las responsabilidades empeoran cada año».
Dicho todo esto, Tarnowsky sigue teniendo esperanza en el futuro de la fusión nuclear y, en realidad, en completar nuestra transición hacia la energía limpia.
Diría que, hace 10 años, este tipo de tecnología que se propone en este ámbito no habría despertado tanto interés; la gente desconfiaba de las centrales nucleares —dijo—. Y luego empezaron a quemar carbón contaminante. ¿Qué van a hacer? Pero ahora estamos teniendo esta conversación, y la gente no reacciona simplemente con miedo.
Fuente: https://gizmodo.com/scientists-pitch-bold-plan-to-turn-nuclear-waste-into-nuclear-fuel-2000643875