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Cierto, si 'larga vida' significa 300 años.
No es cierto si 'larga vida' significa (decenas de) miles de años.

El argumento de que el torio 'no es verde' porque supuestamente está creando el mismo tipo de desechos de larga duración que nuestros reactores de agua ligera actuales, puede haber estado asustando a algunos nuevos entusiastas del torio. Sin embargo, el argumento es falso. Su uso demuestra la incapacidad o la falta de voluntad para comprender en qué se diferencian los reactores de sales fundidas de todo lo que sabemos hasta ahora sobre los reactores nucleares. La radiotoxicidad producida por un reactor de sal fundida es mucho menor que la de un reactor de agua ligera y vive solo una fracción del tiempo.

Pero tal vez no deberíamos ser demasiado duros en nuestros juicios sobre quienes usan este argumento. Toda la confusión, inconsciente o conscientemente continuada, se remonta a un solo artículo de un escritor anónimo de este informe sobre el ciclo del torio del Laboratorio Nacional Nuclear Británico (NNL). Este informe afirma audazmente que "se estima que es probable que se necesiten de 10 a 15 años de esfuerzo e inversión concertados en I+D antes de que se pueda establecer el ciclo de combustible del torio en los reactores actuales y mucho más para cualquier sistema de reactor futuro". Esto puede ser cierto cuando se hace referencia al ciclo del combustible de torio en los reactores de combustible sólido, pero la declaración no se aplica al ciclo del combustible en los reactores de sales fundidas. Según este blog, el autor del informe de la NNL sobre el torio ' admitió fácilmente que no consideró el uso del torio en forma de combustible líquido o en reactores de sales fundidas '.

Al hacerlo, este experto ciertamente logró crear mucha confusión.

Algunos países y empresas están trabajando en planes para usar torio en reactores de combustible sólido. Pero aunque algunas de las ventajas del torio se pueden utilizar de esta manera, el torio en el ciclo del combustible sólido aún sufre las dificultades de diseño de los reactores actuales.

La clave de las ventajas es el combustible líquido, el torio es "la guinda del pastel".

Un reactor de sal fundida correctamente diseñado finalmente consume todos los actínidos y los convierte en energía útil.*) Produce solo una fracción de los desechos de los reactores de agua ligera, y esta fracción necesita almacenamiento durante unos 300 años.

Los reactores de sales fundidas son radicalmente diferentes a los reactores de combustible sólido actuales y prácticamente todas sus ventajas se basan en el hecho de que el combustible es líquido. Los combustibles sin torio, como el uranio, el plutonio y los desechos de los reactores actuales, pueden utilizarse como combustible en reactores de sales fundidas.

Muchos expertos consideran que el torio es la 'guinda del pastel' de los reactores de sales fundidas. En un MSR, el torio se transmuta en uranio 233. El U233 tiene muchas menos posibilidades de transmutarse en actínidos superiores. La cantidad de actínidos producidos en un reactor de sal fundida de torio es de 1000 a 10 000 veces menor que en un reactor de agua ligera. Los actínidos son los elementos que constituyen el problema 'de larga duración' de los residuos nucleares actuales.

*) Este es el caso de los reactores de sales fundidas que emplean procesamiento de combustible, ya sea en línea o periódicamente. Es posible utilizar reactores de sales fundidas sin procesamiento de combustible o con formas simples de procesamiento como la eliminación de gases. El grado de utilización del combustible depende básicamente de las elecciones realizadas por el país que emplea el reactor, ver por ejemplo la entrevista con David LeBlanc en este sitio.

¿Cómo podemos estar seguros de que los desechos son seguros después de 300 años?

Si quieres una respuesta que te satisfaga, lo mejor es entender cómo funciona.
La reacción de fisión nuclear es básicamente la misma para todos los tipos de reactores. Es lo que sucede cuando un núcleo de metal pesado es golpeado por un neutrón. Después de esta colisión, pueden suceder dos cosas: puede fisionarse o simplemente volverse un neutrón más pesado.

Los elementos e isótopos de un reactor nuclear se pueden comparar con los personajes de un drama familiar. La familia está compuesta por tíos (U) e hijas (Fp). Si un tío atrapa un neutrón, con suerte se dividirá en dos, liberando neutrones y un destello de energía. En el acto se transforma mágicamente en dos hijas (Fp), una más pesada y otra más liviana. El tío también puede volverse un neutrón más pesado. Eso significa que cambia de personaje. Puede convertirse en un nuevo isótopo o en un elemento completamente nuevo, de inmediato o más tarde. Cada vez que el tío vuelve a atrapar un neutrón, existe la posibilidad de que se fisione, liberando su energía y sus neutrones. Las hijas son radiactivas. Algunos de ellos se transforman rápidamente en otra cosa, liberando radiación y más calor en el proceso. Los desechos de los reactores de sal fundida bien diseñados consisten solo en 'hijas' y no en 'tíos'. Después de 300 años, el material restante es menos radiotóxico que el mineral de uranio fresco.

La primera posibilidad es que se produzca una fisión (a): el núcleo de metal pesado se divide en dos, creando una asombrosa cantidad de energía, dos o tres neutrones y una bonificación: dos nuevos elementos más ligeros que aparecen como resultado de la reacción de fisión. Normalmente aparecen dos elementos diferentes. Estos se denominan 'productos de fisión'. Hay alrededor de tres docenas de elementos que se pueden formar en esta reacción de fisión. Esto significa que con el tiempo, en un reactor nuclear, se forma una mezcla de unos treinta elementos (y cientos de isótopos, los elementos vienen con diferente número de neutrones). Estos vienen en diferentes proporciones y el gas noble xenón es la fracción más grande. Muchos productos de fisión son radiactivos, lo que significa que son inestables y se descompondrán en otros elementos, produciendo más calor al hacerlo. Otros son estables desde el principio. Para cualquier elemento radiactivo, existe una regla simple: cuanto más radiactivo es, más corta es su vida. Fuera del reactor, la mezcla de productos de fisión es bastante radiactiva durante un tiempo. Pero pronto pierde la mayor parte de su radiactividad y, después de 300 años, será menos radiactivo que el mineral que ha extraído del suelo en primer lugar.

La segunda cosa posible que puede suceder si un núcleo de metal pesado atrapa un neutrón es que se 'comerá' el neutrón: simplemente se vuelve un neutrón más pesado (b). Este proceso de 'atrapar' puede continuar por un tiempo: con cada neutrón atrapado, el núcleo se vuelve más pesado. Con cada paso puede convertirse en un nuevo isótopo, que a veces se descompone en un elemento diferente. Estos nuevos elementos más pesados ??se consideran la parte desagradable de los residuos. Por lo general, se les llama 'transuránicos' porque están más lejos que el uranio en la tabla periódica. Uno de ellos es el plutonio, que puede seguir siendo peligroso durante miles de años. El plutonio es la razón principal por la que los desechos nucleares de nuestros reactores actuales deben almacenarse de manera segura durante miles de años: algunos isótopos de plutonio son adecuados para fabricar armas.

Para cualquier núcleo individual, es imposible saber qué sucederá: esto es una cuestión de azar. Pero para la gran cantidad de núcleos en el núcleo del reactor, el físico nuclear puede predecir con mucha precisión qué fracciones de elementos e isótopos se formarán. Los 'productos secundarios' recién formados producen calor de descomposición; es por eso que el núcleo sigue produciendo calor durante un tiempo después de que se detiene la reacción de fisión. La cantidad de energía que produce la reacción (200 MeV = 200 millones de electronvoltios) es aproximadamente 10 millones de veces la cantidad de energía que se produce por átomo si se quema una molécula de gas natural: una molécula de CH4 que reacciona con O2 entrega 9,6 eV de energía. Este pequeño pero importante cálculo se puede encontrar en esta copia en línea del libro de Robert Hargraves La energía del torio es más barata que el carbón, en la página 164.

El 'combustible nuclear gastado' es en gran medida 'combustible nuclear no utilizado': un MSR lo quema todo

Sin embargo, la mejor manera de pensar en 'residuos nucleares' es considerarlos como 'combustible no quemado'. En nuestros reactores actuales, alrededor del 96 por ciento del material es simplemente combustible sin usar (94 por ciento de uranio, el 2 por ciento restante es plutonio y fracciones más pequeñas de transuránicos más exóticos), que no se puede usar porque el combustible sólido se contamina con fisión. productos

La idea de usar combustible sólido y sacarlo del reactor después de 5 años es un poco como arrojar agua sobre la madera de la chimenea en el momento en que el fuego realmente se enciende: te quedarás con una pila maloliente de húmedo y medio madera quemada
El truco con los tipos más avanzados de reactores de sal fundida es que puedes mantener todos los transuránicos dentro del reactor hasta que se fisionen. Esto se debe a que en estos reactores, el combustible se puede mantener en condiciones óptimas en todo momento: los productos de fisión que interfieren con el proceso de reacción se eliminan continuamente mediante el procesamiento de combustible en línea. Esto es especialmente importante para el xenón, que es uno de los productos de fisión. El xenón siempre es un problema en los reactores, porque come neutrones, hasta el punto de bloquear completamente la reacción.

En un reactor de combustible sólido, la eliminación de productos de fisión no es posible. Con el tiempo, se acumulan y hacen que el combustible sea inútil. En un reactor de sal fundida, la eliminación de xenón es fácil. Aquí se comporta como las burbujas de tu refresco de cola: sale sola. El operador solo necesita atraparlo y almacenarlo. En un reactor de sales fundidas, el 99% de los desechos son productos de fisión. Aproximadamente el 1% de los transuránicos quedan en el proceso de separación: ningún proceso químico es 100% eficiente.

El hecho de que los productos de fisión se consideren "residuos" se debe a que se originan como una mezcla. Si estos productos de fisión pueden purificarse, muchos de ellos son extremadamente valiosos: algunos de ellos son candidatos muy prometedores para nuevas formas de tratamiento del cáncer.

Este excelente documental de Gordon McDowell explica por qué los residuos nucleares son solo residuos mientras sigan siendo una mezcla de diferentes elementos. Los reactores de sales fundidas permiten la separación de productos de fisión, convirtiéndolos en materiales valiosos, por ejemplo, para fines médicos. Algunos de ellos son salvavidas potenciales que pueden desempeñar un papel clave en los nuevos tratamientos contra el cáncer.

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¿Qué tipo de desechos produce el torio?

Según algunos estudios de toxicidad, el ciclo del torio puede reciclar por completo los desechos de actínidos y solo emitir desechos de productos de fisión, y después de unos pocos cientos de años, los desechos de un reactor de torio pueden ser menos tóxicos que el mineral de uranio que se habría utilizado para producir desechos de baja combustible de uranio enriquecido para un reactor de agua ligera de

¿Por qué no usamos reactores de torio?

El torio por sí solo no puede alimentar un reactor; a diferencia del uranio natural, no contiene suficiente material fisionable para iniciar una reacción nuclear en cadena. Como resultado, primero debe ser bombardeado con neutrones para producir el isótopo altamente radiactivo uranio-233, "por lo que estos son realmente reactores U-233", dice Karamoskos.

¿Cuánto menos desperdicio produce el torio que el uranio?

Hay mucho menos desperdicio nuclear cuando el torio se usa como combustible en un reactor de torio de fluoruro líquido: hasta dos órdenes de magnitud menos, afirman Moir y Teller, lo que elimina la necesidad de almacenamiento a gran escala oa largo plazo; 'Los científicos chinos afirman que los residuos peligrosos serán mil veces menos que con el uranio.' los

¿Es el torio más limpio que el uranio?

El torio es más seguro y eficiente de extraer que el uranio, por lo que es más respetuoso con el medio ambiente. El porcentaje de torio que se encuentra en su mineral es generalmente mayor que el porcentaje de uranio que se encuentra en su mineral, por lo que es más rentable.

Video: thorium reactor waste