China va a poner en marcha un prototipo de reactor que convierte residuos nucleares en energía
Los reactores de "Sistema Accionado por Acelerador" (Accelerator-driven Subcritical System o ADS) llevan décadas diseñados, pero nadie ha logrado llevarlos a escala industrial. China comenzó a investigar esta tecnología en 2011 y, en 2021, desarrolló un prototipo, siendo el primer país del mundo en alcanzar una intensidad operativa adecuada para aplicaciones industriales. En 2027, China pondrá en marcha en Huizhou, en la provincia de Cantón, al sureste del país, este primer prototipo de reactor de un megavatio, capaz de utilizar los residuos nucleares para generar energía "sostenible, segura y estable", convirtiéndose en el siguiente escalón hacia la viabilidad comercial.
La Academia China de Ciencias (CAS) y otras empresas nucleares estatales han desarrollado este reactor que consumirá uranio 100 veces más eficientemente que los reactores convencionales y reducirá la vida útil de los residuos nucleares a menos de una milésima parte, recortando drásticamente el tiempo que los residuos son radiactivos.
Los ADS son un híbrido entre un reactor nuclear y un acelerador de partículas. Por un lado, el reactor opera en estado subcrítico, es decir, que por sí solo no puede mantener una reacción nuclear en cadena, pero funciona gracias a un suministro externo de neutrones que proviene del acelerador. Un haz de protones de alta energía procedente de aceleradores lineales superconductores impacta en una diana líquida de plomo y bismuto, a 0,8 veces la velocidad de la luz. El impacto desencadena un proceso llamado "espalación", que libera una enorme cantidad de neutrones, que, por un lado, mantienen la fisión en el núcleo del reactor y, por otro, bombardean los actínidos, los elementos más logevos de los residuos nucleares, convirtiéndolos en isótopos de vida mucho más corta. Además, el sistema convierte el uranio-238, que en los reactores convencionales se considera prácticamente un residuo, en plutonio-239, un combustible fisionable. Por lo tanto, si se corta el haz, la reacción se detiene de forma inmediata y automática.
Mientras China desarrolla este proyecto, Europa también tiene el suyo, el proyecto "Myrrha", en la instalación nuclear de Mol (Bélgica). Conceptualmente es similar al prototipo chino (un linac superconductivo de protones, blanco de plomo-bismuto, núcleo subcrítico refrigerado con la misma aleación), pero su escala final será mucho mayor, de hasta 100 megavatios térmicos. También se utilizará como reactor crítico convencional cuando no opere como ADS. Actualmente, está en marcha su primera fase llamada "Minerva" que básicamente es llevar el acelerador hasta 100 MeV. La construcción empezó en 2024 y el objetivo es que esté funcionando en 2027.
Asimismo, Japón también está investigando su propio ADS, con un programa ligado al complejo de aceleradores J-PARC que incluye dos instalaciones experimentales, una para física de reactores y otra para pruebas de materiales en plomo-bismuto, como paso previo a un futuro ADS de referencia de 1,5 GeV que, de momento, solo existe en papel. Por otro lado, Corea del Sur, India y Rusia tienen programas de diseño e investigación activos, pero ninguno de ellos ha dado el salto a construir un prototipo de potencia real.