La tecnología busca disminuir la masa del combustible nuclear usado 28 veces, reduciendo los residuos equivalentes a una piscina grande hasta el tamaño de una bañera de hidromasaje. También disminuirá el tiempo de gestión de radiotoxicidad 333 veces.
- Transmutación nuclear con plomo líquido.
- Reduce residuos de combustible nuclear 28 veces.
- De piscina a jacuzzi: ahorro de volumen y toxicidad.
- Separación por fuerza centrífuga, no química.
- Meta: eliminar actínidos menores en 30 años.
- Financiación de 7 millones de dólares.
- Mejora seguridad y sostenibilidad del sector nuclear.
UN ENFOQUE REVOLUCIONARIO PARA LA GESTIÓN DE RESIDUOS NUCLEARES
Un equipo del Laboratorio Nacional de Argonne (EE. UU.) liderado por el ingeniero nuclear Taek K. Kim ha recibido 7 millones de dólares de financiación del Departamento de Energía estadounidense (DOE) para desarrollar una nueva tecnología de transmutación nuclear. El objetivo: reducir drásticamente la masa, volumen, actividad y vida media de los residuos radiactivos generados por el combustible nuclear usado.
¿QUÉ ES LA TRANSMUTACIÓN NUCLEAR?
La transmutación convierte isótopos altamente radiactivos de vida larga en elementos que se descomponen más rápidamente y de forma más segura. El proyecto de Argonne propone un sistema subcrítico que utiliza plomo líquido y actínidos menores suspendidos a escala nanométrica. A diferencia de los métodos tradicionales, la separación de productos se realiza mediante fuerza centrífuga, lo que elimina la necesidad de procesos químicos complejos y peligrosos.
CÓMO FUNCIONA LA TECNOLOGÍA
El sistema está compuesto por:
- Un acelerador de protones para iniciar el proceso de fisión
- Un manto subcrítico de plomo líquido que sirve como medio portador y moderador
- Partículas nanométricas de actínidos menores, como neptunio, americio y curio
- Un mecanismo de reciclado por separación centrífuga que extrae los productos de fisión una vez generados
Al impactar los protones, las partículas de actínidos fisionan, dividiéndose en núcleos más pequeños que pueden separarse y gestionarse de manera más sencilla.
IMPACTO AMBIENTAL Y OPERATIVO
Reducción de masa de residuos en un factor de 28: lo que hoy ocuparía una piscina olímpica, podría concentrarse en el volumen de un jacuzzi. Además, el tiempo necesario para gestionar su radiotoxicidad disminuye 333 veces, reduciendo la necesidad de almacenamiento geológico a largo plazo y los riesgos asociados.
AVANCES COMPLEMENTARIOS
Argonne también ha desarrollado “gemelos digitales” de reactores nucleares utilizando redes neuronales tipo GNN (Graph Neural Networks). Estas réplicas virtuales permiten simulaciones en tiempo real, mejorando la eficiencia, la seguridad y la planificación del mantenimiento.
ELIMINACIÓN DE ACTÍNIDOS MENORES: UNA META CLAVE
Los actínidos menores, subproductos del combustible nuclear usado, representan un grave problema ambiental y de seguridad. Este proyecto tiene como meta eliminar todo el inventario estadounidense de estos materiales en menos de 30 años, una hazaña sin precedentes en la gestión de residuos nucleares.
Potencial
- Reducción del legado nuclear: Disminuir drásticamente los residuos permite cerrar el ciclo del combustible nuclear con un impacto ambiental mínimo.
- Almacenamiento más seguro y eficiente: Menor volumen y vida radiactiva implica menos necesidad de infraestructuras costosas y de alto riesgo como los almacenes geológicos profundos.
- Mayor aceptación pública de la energía nuclear: Con residuos más manejables, la percepción social de esta fuente energética puede mejorar significativamente.
- Fomento de la innovación tecnológica: Aplicaciones de IA, nuevos métodos físicos de separación y aceleradores abren el camino a una nueva generación de soluciones energéticas limpias.
- Alternativa frente a materiales peligrosos: A medida que se retiran materiales como el amianto, el desarrollo de tecnologías limpias y sostenibles se vuelve aún más urgente y prioritario.
Este enfoque podría redefinir el papel de la energía nuclear en la transición energética, no solo como fuente limpia de electricidad, sino como solución para uno de sus propios problemas más persistentes: los residuos.
Más información: Department of Energy Moves Forward with Consolidated Interim Storage Facility Project for Spent Nuclear Fuel | Department of Energy
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