El Torio, el combustible nuclear de moda

En un artículo anterior hablamos de cómo se produce la energía nuclear y cómo funciona un reactor. A grandes rasgos podría resumirse en que la desintegración atómica de isótopos radiactivos como el uranio-235, genera calor empleada para convertir agua líquida en vapor, cuyo movimiento hace girar una serie de turbinas que producen electricidad como la dinamo de tu bicicleta. Sin embargo, en los círculos ingenieriles con frecuencia se habla sobre un sustituto al combustible nuclear convencional (Uranio-235 y Plutonio-239), estoy hablando del torio. Para comprender por qué esta sustitución no se ha dado todavía, empecemos con un poco de historia.

En 1828, un sacerdote noruego encontró un mineral negro que no supo identificar. Una muestra de este mineral llegó a las manos de Jöns Jakob Berzelius, quien descubrió que estaba compuesto de un nuevo elemento químico. Lo nombró torio en honor al Dios Thor de la mitología nórdica. En 1898, Gerhard Schmidt y Marie Curie descubrieron (de forma independiente) que este elemento era radiactivo, y para 1925 el torio fue aislado por dos químicos holandeses. El torio aparece en la naturaleza como una única forma isotópica (Th-232) con un periodo de semidesintegración de 14.000 millones de años (aproximadamente 3 veces la edad de la Tierra). Esta lenta descomposición hace que sea un elemento muy poco radioactivo. Esta no es una característica muy atractiva para un combustible nuclear, pero el elevado punto de fusión del óxido de torio (3.350 ºC) si que lo es. Además, el óxido de torio es relativamente inerte y no se oxida más, a diferencia del óxido de uranio. Pero, si no es muy radiactivo, ¿por qué es un buen combustible nuclear? Veámoslo.

Para empezar, el torio no es fisible (no se rompe el átomo al recibir el impacto de un neutrón) como el uranio, por lo que no puede ser empleado directamente como combustible nuclear. Sin embargo, al absorber un neutrón se convierte en Uranio-233, que es un excelente material fisible, muy similar al Uranio-235 que emplean la mayoría de los reactores nucleares actuales. Su investigación como material fisible, a pesar de llevar más de 50 años en curso, no ha sido tan intensa como la investigación con uranio, principalmente debido a su enorme disponibilidad. Pero el continuo agotamiento del uranio, lo convierte en un candidato perfecto para sustituirlo. Lo mejor del torio es que no necesitamos construir nuevos reactores para emplearlo, ya que una vez transmutado en U-233, este material podría ser empleado por la mayoría de los reactores comerciales que utilizamos. De hecho, ya se han realizado pruebas parciales con resultados satisfactorios, apuntando a que el torio tiene un futuro prometedor como sucedáneo del uranio.

Ruta de transmutación del Torio-232 (Fuente: Revista Nuclear)

El torio muestra enormes ventajas frente a los combustibles nucleares convencionales: existen mayores recursos (3-4 veces más que el uranio), no necesita ser enriquecido, genera menos residuos y proporciona márgenes de seguridad adicionales en la mayoría de los reactores. Algunas de estas ventajas son sorprendentes, como que podamos aprovechar todo el torio del que disponemos, a diferencia del uranio que solo podemos aprovechar el 0,72% (la parte de U-235 que aparece entre todo el uranio). Además, el punto de fusión del torio es de 3.350 ºC, frente a los 2.850 ºC del uranio. Esto lo hace más seguro en caso de accidente nuclear. Aunque el torio sea radiactivo, es muy estable, por lo que emite una dosis de radiación muy baja. Al realizar un mayor quemado (consumo) con el torio que con el uranio, los residuos generados serían radiactivos durante unos 200 años, frente a los 10.000 años de los residuos de un reactor convencional de uranio.

Si hay más, gasta menos y es más aprovechable, ¿por qué no se está explotando su uso? Pues resulta que se requieren infinidad de pruebas, análisis, licencias y trabajos de calificación, antes de que el torio pueda entrar en servicio. Como de momento el uranio es barato y abundante, las costosas inversiones que requieren todas las pruebas mencionadas, no se están llevando a cabo. Aunque el desarrollo del ciclo de combustible de torio se haya ralentizado por la disponibilidad de uranio, su uso podría ayudar al resurgimiento nuclear. Es una tecnología potencialmente viable que podría suministrar una cantidad increíble de material fisible durante muchos siglos, quizás milenios. ¿Quién creía que se terminarían pronto los combustibles para los reactores nucleares?

Artículo basado en: