Los desechos nucleares podrían reutilizarse para producir un isótopo raro necesario para la fusión nuclear, que teóricamente podría producir cantidades casi ilimitadas de energía limpia, afirma un científico. La versión radiactiva del hidrógeno, llamada tritio, no se encuentra disponible de forma natural en la Tierra, su producción es costosa y su producción es limitada. En la reunión de otoño de la Sociedad Química Americana (ACS) celebrada esta semana, Terence Tarnowsky, físico del Laboratorio Nacional de Los Álamos, sugirió que el tritio podría obtenerse de un subproducto de la fisión nuclear, que alimenta los reactores nucleares existentes.
La fusión nuclear es el proceso de combinar átomos para liberar calor. Si bien varias reacciones de fusión podrían, en teoría, producir energía, una de las más comunes fusionaría tritio con deuterio, otro isótopo del hidrógeno, para producir helio.
Pero, por ahora, la fusión nuclear no es posible a escala comercial porque los científicos aún no han descubierto cómo lograr la ignición a gran escala, el punto en el que una reacción autosostenida produce más energía de la que se introduce. Sin embargo, otra gran barrera es el costo de combustibles como el tritio.
“La fusión nuclear tiene el potencial de ofrecer energía abundante y sin emisiones”, declaró Tarnowsky a Live Science. “Pero actualmente la disponibilidad del tritio es limitada y el coste es elevado, lo que dificulta el éxito de esta tecnología”.
Producción eficiente de tritio
La primera generación de reactores de fusión nuclear que contribuirán a la red eléctrica probablemente dependerá de una reacción que requiere tritio, afirmó Tarnowsky. Si bien otras reacciones de fusión, como la fusión de deuterio y helio-3, podrían, en teoría, aprovecharse para producir energía, requieren temperaturas mucho más altas para funcionar y, por lo tanto, son más costosas y menos prácticas.
Sin embargo, la recolección de grandes cantidades de tritio presenta un problema: este isótopo es radiactivo y tiene una vida media muy corta. Las acumulaciones de tritio se desintegran a un ritmo del 5,5% anual, “por lo que no se puede almacenar el tritio sobrante en un banco y obtenerlo todo en 50 años, como ocurre con otras fuentes de energía”, explicó Tarnowsky.
Para que las futuras plantas de fusión nuclear tengan éxito, será necesario un método nuevo y más económico de producción de tritio, afirmó Tarnowsky. “Es necesario tener esta capacidad ya en funcionamiento”.
Las centrales nucleares actuales se basan en la fisión nuclear, durante la cual los átomos se separan y liberan energía. Sin embargo, la fisión genera cantidades significativas de residuos nucleares de larga duración. El combustible nuclear gastado —combustible que en su día impulsó la fisión nuclear, pero que ya no se puede utilizar— está compuesto de uranio y plutonio inutilizables, junto con productos de fisión, como isótopos de estroncio y yodo, cuya desintegración puede tardar hasta cientos de millones de años, según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos.
Tarnowsky propone generar tritio a partir de las grandes cantidades de residuos nucleares aún radiactivos mediante un acelerador de partículas para dividir los átomos de dichos residuos. Los átomos en división experimentarían una serie de reacciones que finalmente producirían tritio. El proceso no eliminaría los residuos nucleares, ya que los residuos resultantes serían tan peligrosos como el material de partida, pero este subproducto tendría un uso posterior.
Los principios básicos del diseño no son nuevos, dijo Tarnowsky en una declaración de la ACS, pero los avances tecnológicos recientes podrían hacer que este método de producción de tritio sea mucho más eficiente. Los primeros cálculos de Tarnowsky estiman que, utilizando 1 gigavatio de energía —que cuesta al menos decenas de millones de dólares—, este sistema podría producir 2 kilogramos de tritio al año. Esa cantidad de tritio, si se utiliza para la fusión nuclear, podría abastecer de energía a decenas de miles de hogares en Estados Unidos durante un año. Tarnowsky proyecta que este diseño podría producir más de 10 veces más isótopo que otros métodos, utilizando la misma cantidad de energía.
“Un cambio de paradigma muy grande”
Actualmente, Estados Unidos carece de un suministro estable, predecible y económico de tritio, cuyo costo ronda los 15 millones de dólares por libra (33 millones de dólares por kilogramo), afirmó Tarnowsky en el comunicado. Mientras tanto, tenemos miles de toneladas de residuos nucleares, cuyo almacenamiento es costoso y potencialmente perjudicial para el medio ambiente circundante.
“Esta tecnología es posible hoy”, declaró a Live Science. “Sería un gran cambio de paradigma con respecto al uso del combustible nuclear gastado que ya tenemos, propiedad del gobierno”.
Aún quedan muchos detalles por resolver antes de que Tarnowsky pueda crear una propuesta completa de cómo funcionaría esto.
Pero Tarnowsky está entusiasmado con la buena acogida que está teniendo su diseño, dado que accidentes nucleares como los de Three-Mile Island y Chernóbil convirtieron la energía nuclear en un tema tabú hace apenas unas décadas. “Los tiempos han cambiado”, declaró a Live Science.
Fuente: Live Science.
