El Problema del Reciclaje que la Energía Nuclear No Puede Resolver
La energía nuclear está experimentando un auténtico renacimiento, con nuevos reactores en construcción o planificación avanzada en docenas de países, diseños de reactores avanzados atrayendo inversión privada sin precedentes, y gobiernos comprometiéndose a la energía nuclear como componente central de sus estrategias de energía limpia. Sin embargo, uno de los desafíos prácticos más persistentes de la energía nuclear — qué hacer con el combustible gastado — sigue siendo en gran medida sin resolver, y un análisis detallado por MIT Technology Review examina por qué la solución obvia del reprocesamiento y reciclaje de ese combustible no ha logrado una adopción más generalizada.
La química básica del combustible nuclear gastado hace que el reciclaje sea conceptualmente sencillo. Después de que las varillas de combustible de uranio se hayan usado en un reactor, solo una fracción de su material fisionable ha sido realmente consumida. El combustible gastado contiene grandes cantidades de uranio-238, cantidades menores de plutonium-239 fisionable y uranio-235, y una colección de productos de fisión de vida más corta y actinides de vida más larga. Separar estos componentes a través del reprocesamiento químico permite que el uranio y el plutonium se reciclen en nuevo combustible, reduciendo tanto el volumen de residuos de alto nivel que requieren disposición permanente como la demanda de uranio recién extraído.
¿Por Qué Francia Lo Hace y Estados Unidos No?
Francia ha operado el reprocesamiento comercial de combustible nuclear en su instalación de La Hague desde 1976, reciclando combustible gastado de sus propios reactores y de clientes en Japón, Alemania y otras naciones. El programa francés ha procesado miles de toneladas de combustible gastado y demostrado que el reprocesamiento es técnicamente viable a escala industrial. Japón ha invertido similarmente en infraestructura de reprocesamiento en Rokkasho, aunque esa instalación ha enfrentado retrasos repetidos.
Estados Unidos, por el contrario, prohibió explícitamente el reprocesamiento comercial en 1977 bajo el Presidente Carter, impulsado por preocupaciones sobre el riesgo de proliferación de separar plutonium — que puede usarse en armas nucleares — en instalaciones nucleares civiles. Esa política fue nominalmente invertida bajo el Presidente Reagan pero el reprocesamiento comercial nunca se reinició, y el combustible gastado estadounidense se ha acumulado en sitios de reactores en almacenamiento de contenedores secos esperando un repositorio permanente que no ha sido construido.
La economía es una parte significativa de la explicación. El reprocesamiento es más caro que la extracción de uranio fresco a los precios actuales de uranio, que se han mantenido lo suficientemente bajos como para que los servicios públicos tengan poco incentivo financiero para pagar la prima por combustible reciclado. Sin un precio de carbono que contabilice el costo a largo plazo de la minería de uranio o un mandato político para el reprocesamiento, la señal del mercado apunta hacia el uso continuo de combustible fresco y la acumulación continua de combustible gastado en almacenamiento provisional.
La Preocupación por la Proliferación
La preocupación por la proliferación que animó la prohibición original de Carter no ha desaparecido. El proceso PUREX utilizado en el reprocesamiento convencional separa el plutonium en una forma pura que teóricamente podría ser desviada para uso armamentista — una preocupación que es especialmente aguda cuando la tecnología de reprocesamiento es buscada por naciones con intenciones nucleares ambiguas.
Se han desarrollado y demostrado a menor escala tecnologías alternativas de reprocesamiento que mantienen el plutonium mezclado con otros actinides — haciéndolo menos adecuado para uso armamentista mientras aún permite que sea reciclado en combustible de reactor. Los enfoques UREX+ y de reprocesamiento pirometalúrgico caen en esta categoría, pero ninguno ha sido desplegado comercialmente, y la transición de la demostración de laboratorio a la operación a escala industrial requiere inversión sostenida y aprobación regulatoria que no ha sido otorgada en la mayoría de los países.
Los Reactores Avanzados Cambian la Ecuación
La generación emergente de reactores nucleares avanzados — particularmente reactores de neutrones rápidos — cambia el cálculo de residuos de maneras importantes. Los reactores rápidos pueden usar los actinides que constituyen el componente de vida más larga de los residuos nucleares de alto nivel como combustible, transmutando efectivamente los componentes de residuos más problemáticos en productos de fisión de vida más corta. Una flota de reactores rápidos emparejada con instalaciones de reprocesamiento podría, en principio, reducir dramáticamente el volumen y la longevidad de los residuos que requieren disposición geológica permanente.
Este escenario anima el interés renovado en el reprocesamiento entre desarrolladores de reactores avanzados y analistas de política nuclear. Pero requiere una inversión a nivel de sistema — tanto en capacidad de reprocesamiento como en despliegue de reactores rápidos — que va mucho más allá de lo que cualquier país ha comprometido, y el cronograma para que ese sistema madure se mide en décadas en lugar de años.
Este artículo se basa en reportajes de MIT Technology Review. Lea el artículo original.
Originally published on technologyreview.com
