¿Busca tecnología avanzada de energía nuclear? Mira a Idaho

A mucha gente podría sorprenderle saber que casi todos los reactores en funcionamiento del mundo tienen raíces tecnológicas en Idaho. El hecho es que el Laboratorio Nacional de Idaho (INL), que en sus inicios se conocía como la Estación Nacional de Pruebas de Reactores, ha liderado el camino en la investigación y el desarrollo de la energía nuclear durante más de 70 años.

INL consta de un área de 890 millas cuadradas en el sureste de Idaho, así como laboratorios y edificios administrativos ubicados aproximadamente a 35 millas al este en la ciudad de Idaho Falls. Para tener una perspectiva, considere que el sitio es casi del tamaño de Rhode Island, aunque con mucha menos gente; gran parte de la tierra se considera desértica.

Tuve la oportunidad de visitar el laboratorio en abril y me reuní con varios miembros del personal de INL. Quedé completamente impresionado por el sitio y su gente.

INL es uno de los 17 laboratorios nacionales del complejo del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y uno de los 10 con capacidades multiprogramas. INL alberga a más de 5700 investigadores y personal de apoyo centrados en innovaciones en investigación nuclear, sistemas de energía renovable y soluciones de seguridad. El laboratorio afirma servir como "el centro de comando de la nación para la investigación, el desarrollo, la demostración y el despliegue de energía nuclear avanzada". INL alberga el “reactor de pruebas avanzadas incomparable” y los activos asociados para el examen posterior a la irradiación, la fabricación de combustible, las pruebas de materiales y los activos de desarrollo.

La Estación Nacional de Pruebas de Reactores fue establecida en 1949 por la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos. El sitio generó “la primera cantidad utilizable de electricidad del mundo a partir de energía nuclear” en 1951. A lo largo de los años, se han construido en INL 52 reactores, en su mayoría primeros de su tipo, creando la mayor concentración de reactores del mundo. Después de cumplir sus misiones de investigación, la mayoría han sido desmanteladas, pero las lecciones aprendidas de ellas siguen vivas.

"En cierto sentido, cuando hablamos de estos nuevos reactores avanzados, prácticamente todas esas tecnologías han sido demostradas en el pasado", dijo el director del INL, Dr. John Wagner, durante una presentación realizada mientras estaba en el sitio. “No quiero quitarles nada a los nuevos desarrolladores: han innovado en diferentes aspectos, los han hecho aún mejores, pero muchas de esas tecnologías de las que oirás hablar (sal fundida, gas de alta temperatura, reactores de metal líquido, etc., se han demostrado de alguna manera, ya sea aquí o en otros lugares de Estados Unidos”, dijo.

Sin embargo, ya hace tiempo que no se pone en funcionamiento un nuevo reactor en INL. "La última vez que pusimos en funcionamiento un nuevo reactor nuevo en este sitio fue en 1973", dijo Wagner. Pero eso va a cambiar el próximo año; El DOE tiene planes de construir un microrreactor en el sitio. Conocida como proyecto MARVEL, que significa Validación y Evaluación de la Investigación de Aplicaciones de Microrreactores, se espera que la nueva unidad acelere el despliegue de microrreactores en todo el mundo.

"Cuando el reactor MARVEL entre en funcionamiento el próximo año calendario, habrán pasado 50 años desde que operamos un nuevo reactor en este sitio", dijo Wagner. "De lo que estamos hablando aquí es histórico en Estados Unidos y urgente en términos de demanda de energía limpia".

Pero eso no es todo en lo que está involucrado el equipo de INL. Wagner mostró una línea de tiempo que incluía MARVEL y otros ocho nuevos reactores nucleares, proyectos que, según dijo, "se demostrarán en esta década". Dijo que el gráfico no incluía muchos proyectos adicionales que no estaban a la altura de los estándares de credibilidad de INL, que incluyen cosas como tener un compromiso adecuado con las autoridades reguladoras, financiación adecuada, apoyo del DOE y contratos firmados. Teniendo en cuenta todos los proyectos, señaló: "En este momento están sucediendo muchas cosas en el ámbito nuclear".

El reactor MARVEL se construirá en las instalaciones de prueba de reactores transitorios del INL. Yasir Arafat, líder del proyecto MARVEL, me mostró el sitio y me brindó una descripción general del proyecto. Arafat explicó que los microrreactores son “reactores muy pequeños” en comparación con las unidades comerciales más estándar de escala de gigavatios de la actualidad. Dijo que normalmente producen una producción de megavatios de un solo dígito, aunque algunos pueden alcanzar hasta 20 MW o más. Arafat señaló que los microrreactores tienen tres características clave: pueden construirse en fábricas, transportarse por carreteras estándar y se autorregulan, es decir, están automatizados para funcionar de forma segura sin interacción humana.

El diseño de MARVEL es un microrreactor refrigerado por metal líquido con motores Stirling que producirá 100 kW de energía utilizando pequeñas cantidades de uranio de alto enriquecimiento y alto ensayo (HALEU) a partir de materiales de investigación disponibles. Su diseño se basa principalmente en la tecnología existente y se construirá utilizando componentes disponibles en el mercado que permitirán una construcción más rápida.

Para empezar, se espera que los microrreactores se implementen en algunas aplicaciones muy específicas, pero eso podría evolucionar con el tiempo. Un ejemplo son las comunidades remotas, como las aldeas de Alaska, que actualmente dependen de generadores de energía que funcionan con diésel para obtener electricidad. Otro uso es para socorro en casos de desastre; Se podría enviar un microrreactor a las zonas afectadas para suministrar energía a infraestructuras críticas como hospitales, estaciones de policía y bomberos, e instalaciones de agua. El Departamento de Defensa también está muy interesado en microrreactores para suministrar energía a bases militares en lugares remotos. Las aplicaciones espaciales, como en la Luna o Marte, también presentan una oportunidad para este tipo de unidades.

En todos los casos, dijo Arafat, "queremos darles un reactor nuclear que sea pequeño, transportable, que puedan ponerlo en tierra y que funcione durante cinco, 10 o 20 años, dependiendo del diseño". Mirando hacia el futuro, Arafat se mostró muy optimista. "Vamos a hacer que este microrreactor sea tan seguro, tan benigno, pero también económicamente viable, que pueda extenderse no sólo a Estados Unidos sino a todo el mundo", dijo. “Con los microrreactores tenemos la oportunidad de exportar el producto, pero no la tecnología, que es algo muy importante para el país”.

—Aaron Larsones el editor ejecutivo de POWER.

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