A menos que le gusten las trivialidades sobre las lámparas de gas y las pantallas que las hacen brillar, probablemente nunca haya oído hablar del torio, pero probablemente escuchará más sobre él en el futuro. El humilde metal algún día rivalizará con el uranio y se convertirá en la primera opción para el combustible nuclear.
El torio fue descubierto por el químico sueco Jons Jakob Berzelius en 1828 y recibió su nombre del dios nórdico del trueno Thor. Es un metal ligeramente radiactivo que se encuentra en pequeñas cantidades en rocas y suelos de todo el mundo, pero es especialmente abundante en India e Idaho.
El torio tiene solo un isótopo principal, 232Th, y sus otros isótopos solo están presentes en pequeñas trazas. Este isótopo finalmente se descompone en el isótopo de plomo 208Pb. Sin embargo, lo que hace que el torio sea interesante es que el 232Th puede absorber fácilmente los neutrones que pasan y convertirlos en 233Th. El nuevo isótopo emite un electrón y un antineutrón en cuestión de minutos para convertirse en 233Pa, un isótopo de paladio. Tiene una vida media de 27 días y luego se convierte en un isótopo de uranio llamado 233U. En otras palabras, combustible nuclear.
El desafío, sin embargo, es diseñar el combustible y el reactor de modo que produzca más 233U del que consume el reactor. Si eso pudiera hacerse, entonces el torio tendría una ventaja sobre el uranio, que no puede producir más combustible o “reproducirse” en los reactores convencionales. Alternativamente, también es posible mezclar torio y plutonio en un combustible mixto y luego producir uranio al mismo tiempo que se consume el plutonio.
El truco aquí es encontrar la mejor combinación y disposición de combustibles que puedan manejar los neutrones y su absorción. Además, el torio también absorbe neutrones rápidos, por lo que también se pueden usar en reactores rápidos de sal fundida y otros reactores de cuarta generación que están surgiendo ahora, que usan combustible de uranio o plutonio para iniciar la fisión, aunque no es tan bueno como el 238U.
Reactor de torio
Se han construido varios reactores de torio desde 1960, comenzando con el reactor nuclear a base de torio en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, y actualmente se encuentran en funcionamiento varios reactores de investigación. Ahora, mientras que el torio es visto por algunos como la solución del milenio a los problemas energéticos y ambientales, no puede lanzarse debido a los altos costos de puesta en marcha y algunos obstáculos técnicos.
Parte de la razón por la que el desarrollo ha sido tan lento es que los reactores a base de uranio y la infraestructura para respaldarlos tuvieron un comienzo prolongado después de la Segunda Guerra Mundial. El desarrollo de reactores de neutrones rápidos de metal líquido (LMFBR) en la década de 1970 parecía más prometedor que la aplicación comercial del torio, que fue abandonada en gran medida por el gobierno de EE. UU. después de 1973.
Hasta principios de la década de 2000, muchos ingenieros en el campo ni siquiera sabían acerca de los reactores de torio. Ahora, se están desarrollando muchos diseños diferentes de reactores de torio, especialmente en India y China. Aquí hay algunos datos sobre los reactores de torio en funcionamiento, en construcción o aún en el tablero de dibujo:
Reactor avanzado de agua pesada (AHWR)
Los neutrones en estos reactores son frenados o moderados por agua pesada, que es químicamente igual que el agua ligera normal, pero los átomos de hidrógeno son reemplazados por deuterio, que es hidrógeno (2H) con un neutrón adicional. El enfriamiento se produce por circulación natural de agua ligera en piscinas impulsadas por gravedad.
Dado que el torio absorbe neutrones, es un muy buen combustible para AHWR. Además, la tecnología se ha utilizado durante décadas en reactores de agua pesada como CANDU. Cuando el combustible de conducción se reemplaza por 233U reciclado, el 80% de la energía producida proviene del ciclo del torio.
