La empresa estatal rusa de energía nuclear Rosatom informó sobre el inicio de la operación piloto de la instalación de fabricación y refabricación de combustible nuclear para el innovador reactor rápido refrigerado por plomo BREST-OD-300, situada en la ciudad de Séversk, de la región rusa de Tomsk.
El reactor BREST-OD-300 es el primero del mundo que utiliza refrigeración líquida por plomo, que aprovecha subproductos del ciclo del combustible. De acuerdo con la empresa, representa un nuevo nivel en el desarrollo de sistemas nucleares de cuarta generación.
«Es el primer reactor del mundo que utiliza refrigeración por plomo líquido, lo que garantiza una mayor seguridad, estabilidad química y eficacia térmica. Los reactores rápidos utilizan subproductos del ciclo del combustible, incluido el plutonio, y tienen la capacidad de producir más combustible del que consumen, eliminando al mismo tiempo los elementos altamente activos. La energía nuclear de cuarta generación combina una mayor seguridad, eficiencia en el uso de los recursos y sostenibilidad medioambiental», explicó la empresa en un comunicado.
Tecnología de vanguardia
El sistema es la primera de las tres instalaciones del Complejo de Demostración de Energía de Cuarta Generación, que forma parte de un proyecto estratégico del Complejo de Combustible Químico de Siberia, perteneciente a Rosatom.
La empresa aclaró que, tras la aprobación para manipular plutonio, los ingenieros podrán empezar a producir el combustible mixto denso de nitruro de uranio y plutonio (Mixed nitride uranium-plutonium o MNUP, por sus siglas en inglés), esencial para el pleno funcionamiento del sistema de cuarta generación.
La compañía destacó que se espera producir más de 200 conjuntos MNUP antes de la carga inicial en el núcleo del BREST-OD-300.
«La tecnología para la fabricación de combustible MNUP fue desarrollada por científicos de Rosatom y probada con éxito en los reactores rápidos BOR-60 y BN-600. Los datos obtenidos en estas pruebas validaron la capacidad de quema del combustible y su funcionamiento eficiente, confirmando su idoneidad para el BREST-OD-300», indicó Rosatom.
El sistema también elimina la dependencia de recursos externos y reduce drásticamente la generación de residuos nucleares y la actividad, promoviendo una mayor eficiencia y sostenibilidad, garantiza la empresa estatal rusa.
El complejo donde se están realizando las pruebas albergará tres instalaciones integradas, una para la fabricación y refabricación de combustible nuclear, un reactor BREST-OD-300 y una unidad de reprocesado de combustible gastado, lo que permitirá un ciclo cerrado y autosuficiente.
La primera instalación, totalmente automatizada, ya ha producido los primeros elementos combustibles experimentales utilizando pastillas de uranio empobrecido, un material derivado del proceso de enriquecimiento nuclear, más estable, reutilizable e ideal para reactores rápidos.
«Rosatom está en la vanguardia mundial del desarrollo de tecnologías nucleares de cuarta generación, que ofrecen una mayor eficiencia en el uso de materias primas, altos niveles de seguridad operativa y una reducción significativa del volumen de residuos nucleares», declaró el director general de Rosatom, Alexéi Lijachov.
El nuevo complejo, añadió, ejemplifica estos avances con soluciones como el combustible de uranio empobrecido y plutonio.
Se pueden distinguir cuatro etapas de producción:
Síntesis de nitruros mixtos de uranio y plutonio: en esta etapa inicial, el uranio y el plutonio se combinan en un proceso químico que utiliza altas temperaturas y carbono para formar nitruros mixtos, que son la base del combustible nuclear de alta densidad utilizado en los reactores rápidos.
Producción de pastillas de combustible: los nitruros formados en la etapa anterior se moldean en pequeños cilindros compactados, conocidos como pastillas de combustible. Estas pastillas tienen una alta densidad energética y son esenciales para garantizar la eficacia y la seguridad.
Fabricación de elementos combustibles: las pastillas de combustible se introducen en tubos metálicos resistentes, llamados varillas, que forman los elementos combustibles. Estos tubos protegen las pastillas y facilitan su manipulación.
Montaje de elementos combustibles completos: los elementos combustibles se agrupan en estructuras organizadas, formando los conjuntos combustibles. Estos conjuntos están diseñados para encajar perfectamente en el núcleo del reactor, garantizando un funcionamiento eficaz y controlado.
Rosatom es líder mundial en el desarrollo de estas tecnologías, con proyectos como el BN-1200M de la central en la localidad rusa de Beloyarsk y el sistema de energía de cuarta generación en Séversk.
