El «cañón de partículas» de China es un gran avance en materia de energía nuclear

Promete con él reciclar el combustible nuclear usado, haciendo más barata y menos peligrosa la generación de electricidad, y facilitando que Pekín avance hacia la independencia energética.

El prototipo de «cañón de rayos de partículas» recientemente completado por el Instituto de Física Moderna de la Academia China de Ciencias puede sonar a ciencia ficción, pero es una nueva tecnología que promete reciclar los peligrosos residuos producidos por un reactor nuclear. Fruto de la enorme inversión de China en sistemas avanzados de energía nuclear, este avance podría hacer llevar al país hacia la independencia energética y consolidar su liderazgo mundial en tecnología respetuosa con el clima.

En un reactor de fisión típico, los átomos de isótopos pesados como el uranio-235 se rompen, liberando energía. El proceso también libera neutrones adicionales, que chocan con otros átomos y los rompen en una reacción en cadena. Los átomos rotos son combustible gastado que se enfría durante unos años y luego se almacena cuidadosamente durante unos siglos. Pero un nuevo tipo de reactor propuesto, construido con este «cañón», formalmente, un acelerador de protones, podría reciclar este combustible usado, haciendo más barata y segura la generación de electricidad.

Tal como se concibe, un sistema impulsado por un acelerador, o ADS, consta de tres partes: el acelerador de protones que lanza protones, el blanco de espalación que contiene el elemento pesado que se va a dividir y el reactor subcrítico que contiene el combustible que provoca la fisión. El acelerador dispara protones contra un elemento pesado (probablemente bismuto) rodeado por un manto de combustible usado y material fisionable fresco (probablemente torio-232 o uranio-238). El objetivo se divide, liberando neutrones que son absorbidos por el combustible usado, convirtiéndolo de nuevo en isótopos pesados fisionables, es decir, en combustible nuclear fresco. Lo más importante es que este proceso se autoconcluye y no corre el riesgo de una reacción en cadena o una fusión. La finalización por parte del Instituto de Física Moderna de un prototipo de acelerador es un gran paso hacia un ADS operativo, y un excelente ejemplo de que la enorme inversión de China en sistemas avanzados de energía nuclear está dando sus frutos en nuevas innovaciones.

A diferencia de numerosos gobiernos que han abandonado por completo la energía nuclear, China considera que la fisión es la clave para un futuro más seguro. La energía nuclear es más eficiente que la eólica o la solar y, a diferencia de los combustibles fósiles, no emite gases de efecto invernadero ni partículas contaminantes.

La inexorable demanda de energía de China, segunda potencia mundial en consumo diario de petróleo, la sitúa en una posición precaria. Más del 70% del petróleo chino procede de importaciones, principalmente de Oriente Medio, y debe pasar por numerosos puntos de estrangulamiento marítimo.

China tiene previsto gastar 440.000 millones de dólares de aquí a 2035 para construir al menos 150 reactores nucleares más. Si China puede seguir desarrollando la tecnología ADS, los residuos de estas centrales pueden aprovecharse y reciclarse para producir aún más energía para sus crecientes necesidades.

Pekín también quiere reducir la posibilidad de que se produzcan fugas radiológicas y reacciones en cadena incontroladas desarrollando sistemas nuevos e intrínsecamente más seguros. Mientras que los desastres nucleares de Fukushima y Chernóbil son los ejemplos más famosos de lo que puede salir mal, China también se enfrentó a sus propios problemas en junio de 2021, cuando la central nuclear de Taishan, en la provincia de Guangdong, tuvo una posible fuga de radiación por fallos en las barras de combustible. China planea gastar casi 10.000 millones de dólares en una nueva generación de centrales nucleares flotantes en el océano, al tiempo que explora la fusión nuclear como una alternativa más segura a la fisión.

China está gastando más que Estados Unidos en el ámbito nuclear. Desde 2009, el Departamento de Energía ha concedido menos de 900 millones de dólares para mejorar la infraestructura y la resistencia nuclear. Fue una gran noticia, para los estándares de la comunidad nuclear estadounidense, cuando el DOE anunció 48,8 millones de dólares adicionales para el Programa Universitario de Energía Nuclear, incluyendo 24 millones para la investigación y el desarrollo del ciclo de combustible. Es posible que haya más dinero para proyectos nucleares en la Oficina de Demostraciones de Energía Limpia del DOE, de 20.000 millones de dólares, destinada a innovar en nuevas fuentes de energía.

Actualmente se están construyendo dos nuevas centrales en Estados Unidos, las Unidades 3 y 4 de Vogtle, cerca de Waynesboro (Georgia), mientras que otra, el reactor NuScale, está aún en fase de planificación. Anteriormente, las centrales nucleares más recientes de Estados Unidos se inauguraron en 1996 y 2016, respectivamente. Al mismo tiempo, actualmente se están desmantelando 21 reactores nucleares en Estados Unidos. Aunque la mejora de la tecnología ha mantenido la cuota de la energía nuclear en la electricidad del país en torno al 20%, las perspectivas actuales de la cartera energética de Estados Unidos para 2050 muestran un marcado descenso de la cuota nuclear.

El trabajo de China en su acelerador de haces de partículas y en el ADS es importante para la industria del país, su estrategia energética y su liderazgo mundial en una amplia gama de cuestiones, desde la tecnología hasta el cambio climático. Si Estados Unidos sigue invirtiendo en innovación, estas nuevas opciones y técnicas pueden llegar a ser viables también para él. La mayoría de los expertos coinciden en que las fuentes avanzadas de energía nuclear que permiten enfoques como el ADS son mucho más seguras que sus predecesoras y podrían resultar fundamentales para que el mundo cumpla sus objetivos climáticos en las próximas décadas. Si bien es cierto que China corre hacia un objetivo de liderazgo energético, eso no significa que sea la única que pueda beneficiarse.