En estos tiempos de transición energética cualquier asunto relacionado con la generación y suministro de energía se analiza con detalle. En este contexto, y por alguna razón no del todo clara, el ingeniero nuclear estadounidense Nick Touran confirmó hace unos días que la planta nuclear china que funciona con torio está plenamente operativa, lo que ha desatado un buen número de reacciones y comentarios.

Sorprende la declaración porque el Gobierno chino autorizó la construcción de la planta nuclear experimental (TMSR-LF1) en una zona desértica del noroeste del país en 2018. Y en la localización aparece la primera diferencia con los reactores convencionales: no necesita agua para funcionar y puede construirse en zonas completamente áridas. Según Touran, en octubre de 2023 logró activar la primera reacción crítica y desde junio de 2024 es completamente operativa. Apunta, asimismo, que en octubre del año pasado logró funcionar de manera continua durante 10 días y se registró la presencia de proactinio-233, un elemento intermedio que surge en este tipo de reacciones.

El proceso de sales fundidas

La razón por la que esta planta nuclear no necesita agua es que el reactor funciona con sales fundidas (MSR, por sus siglas en inglés), un proceso en el que el refrigerante y el combustible forman una mezcla que se mantiene líquida a alta temperatura. Esta característica posibilita que, a diferencia de las centrales convencionales, el reactor pueda trabajar con una presión similar a la atmosférica, lo que reduce el estrés mecánico que deben soportar los componentes de la planta y mejora la seguridad, ya que a presión ambiental es mucho más difícil que se produzcan escapes de gases.

En este sentido, la reacción tiene otra característica que aumenta la seguridad. Las sales de torio absorben más neutrones a medida que se calientan, de modo que en el supuesto de que la reacción se descontrolase, la mayor temperatura actuaría como moderador natural del proceso de fisión. De hecho, la World Nuclear Association señala que durante una prueba se retiró deliberadamente una barra de control en un reactor de 8 MW a plena potencia para ver qué ocurría con el núcleo. La reacción se estabilizó a 9 MW sin que el operador tuviera que intervenir.

Una tonelada de torio puede producir tanta energía como entre 35 y 200 toneladas de uranio

Otra de las ventajas es que el torio es un elemento alrededor de 3 veces más abundante que el uranio en la Tierra (0,0006% de la corteza terrestre frente al 0,00018% de uranio). Existen reservas en todo el mundo, es poco radioactivo y con una desintegración muy lenta. En 2005, la Academia de Ciencias de China cifró en 286.000 toneladas las reservas del país, suficiente para cubrir las necesidades de energía de china durante los próximos 20.000 años. Las estimaciones sobre la aportación energética del torio varían. Una tonelada de torio puede producir tanta energía como entre 35 y 200 toneladas de uranio. La amplitud en las estimaciones posiblemente se deba a que los reactores convencionales utilizan menos del 1% de uranio, mientras que un reactor en buen estado puede llegar a utilizar el 99% de su combustible de torio.

Por último, los residuos de un reactor de sales fundidas son productos radiactivos, pero con periodos de desintegración cortos. Los residuos radioactivos de la fisión del uranio se mantienen durante cerca de 100.000 años, mientras que los de los procesos de sales fundidas duran unos trescientos años.

No todo son ventajas

El uso de sales fundidas fue propuesto por Alvin Weinberg en los años 40. Posteriormente, se convirtió en el primer director de Oak Ridge National Laboratory (ORNL) que en los años 60 construyó una instalación para probar la fisión con sales fundidas. Uno de los principales problemas era que no consiguieron resolver los problemas de corrosión que causaban las sales líquidas radioactivas. El proyecto fue finalmente abandonado en 1973, cuando se construyeron los primeros reactores de fisión de uranio. El Estado francés, la Unión Soviética o Japón también realizaron investigaciones, aunque ninguno llegó a construir una central operativa que funcionara con sales fundidas de torio.

Conviene no olvidar que aunque en este tipo de procesos no hay peligro de explosión y la posibilidad de escape accidental es mucho menor –al funcionar a presión atmosférica– se manejan materiales radioactivos, de modo que su manipulación siempre supone un peligro para la salud y el medio ambiente.

Otro aspecto a considerar es que el reactor construido por China tiene una potencia de solo 2 MW. Los expertos señalan que los futuros reactores podrán tener una potencia de 100 MW (electricidad para un área residencial de unas 100.000 personas), esto es, serán relativamente más pequeños que los de uranio, cuya potencia suele rondar 1 GW. En este sentido, los reactores pueden resultar especialmente costosos en relación con su potencia, lo que puede mermar su viabilidad económica.

Algunos científicos han apuntado que también podría proveer de energía a las futuras bases lunares, donde no hay ni una gota de agua

La baja potencia también puede convertirse en una ventaja. China presentó en la exposición Marintec China 2023 en Shanghai el KUN-24AP, un buque portacontenedores nuclear propulsado por torio, de modo que esta tecnología se puede utilizar en barcos, submarinos. Algunos científicos han apuntado que también podría proveer de energía a las futuras bases lunares, donde no hay ni una gota de agua.

Por último, entre los inconvenientes, un artículo de ‘South China Morning Post’ señala que la extracción de torio requiere grandes cantidades de ácidos y energía, lo que generará «cientos de toneladas de aguas residuales por gramo de torio purificado», por lo que si se considera el proceso en su conjunto puede resultar especialmente contaminante.   

«Dividendo de ingeniería»

La historia de la central nuclear con sales fundidas de torio contiene un par de lecciones para la reflexión. El éxito logrado por China en el campo de la energía nuclear tiene tanto que ver con méritos propios como con deméritos ajenos. Entre los propios está lo que Bloomberg bautizó en un artículo reciente como «dividendo de ingeniería». El artículo subraya que entre 2000 y 2020 el número de ingenieros chinos pasó de 5,2 millones a 17,7 millones. Gracias a que triplicó el número de licenciados en ingeniería, China tiene una enorme reserva de talento que se percibe en todos los campos. En 2022, por ejemplo, dentro del 20% de mejores investigadores en inteligencia artificial del mundo, el 47% (casi la mitad) había finalizado sus estudios universitarios en China, muy por encima del 18% que los hizo en EEUU, según los datos del Instituto Paulson.

China se ha centrado en lo que llaman «nuevas fuerzas productivas de calidad»

Pero el talento no es todo. China se ha centrado en lo que llaman «nuevas fuerzas productivas de calidad», esto es, en sectores como las energías renovables, los vehículos eléctricos, los drones, las baterías, la robótica y la energía nuclear de última generación. Todas estas industrias son intensivas en ingeniería y en ese sentido China cuenta con ventaja, pero no solo por la cantidad de ingenieros. El gigante asiático, además de capital y talento, tiene una amplia base industrial y un mercado en expansión, lo que le permite lanzar continuamente prototipos que, mediante un proceso de ensayo y error en el mundo real, evolucionan rápidamente y logran en poco tiempo resultados industriales espectaculares y grandes mejoras tecnológicas. En este sentido, Europa puede atraer capital y talento, pero carece de una economía dinámica que pueda soportar un proceso de ensayo y error de esas dimensiones. En este contexto, es previsible que China continúe liderando el desarrollo de todas estas industrias que son intensivas en ingeniería.

La dirección de la innovación

Entre los deméritos de los demás está el abandono de esta línea de uso de la energía nuclear. La construcción de los primeros reactores nucleares de uranio parece ser la principal causa, por encima de los problemas técnicos, como la corrosión de las sales líquidas que afectaba a las tuberías. Posiblemente, la falta de interés por este tipo de desarrollos se deba a una razón inconfesable.

Desde el punto de vista de la seguridad de la reacción nuclear, las sales de torio tienen dos ventajas: a medida que aumenta la temperatura, la reacción se apaga, lo que disminuye la posibilidad de explosión. Por otra parte, los residuos tienen una vida muy corta, de modo que pierden radioactividad rápidamente. Estas dos ventajas para el uso pacífico de los átomos se convierten en desventajas a la hora de utilizar este elemento –o sus residuos– como materia prima para fabricar armas nucleares. Y sin ese uso, lo más probable es que el interés de los militares decayera rápidamente, y tras él, el de los gobiernos.

Como muestra la experiencia de las sales de torio, la industria militar alienta solamente determinadas líneas de investigación

Y en este momento que la industria militar está de rabiosa actualidad, uno de los argumentos utilizados para justificar el rearme es que estimulará la investigación. Como muestra la experiencia de las sales de torio, la industria militar alienta solamente determinadas líneas de investigación: aquellas dirigidas a conseguir los objetivos que los militares hayan definido. Lo mismo ocurre con la investigación liderada por el capital privado: generalmente suele estar enfocada a maximizar el beneficio. Que después algunos de esos avances puedan ser útiles en el ámbito civil o industrial es algo puramente circunstancial. De ahí que convenga mantener un espíritu crítico frente a ese «estímulo general a la investigación».