Se ha alcanzado un nuevo hito en el reactor nuclear de sales fundidas basado en torio.
Nikolai Kardashev, el famoso astrofísico soviético, definió la civilización de tipo 1 como una sociedad que ha logrado el control y el dominio total de todos los recursos energéticos de su planeta natal. Una civilización así puede aprovechar la energía solar, eólica, geotérmica y mareomotriz, y estaría a punto de convertirse en multiplanetaria.
Según la interpolación de la escala de Kardashev realizada por el físico Carl Sagan, se estima que la humanidad es actualmente una civilización de tipo 0,73, que consume solo una fracción de la energía total disponible en la Tierra.
China acaba de alcanzar un hito importante en el aprovechamiento del potencial energético de nuestro planeta y podría acercar a la humanidad un paso más a convertirse en una civilización de tipo 1.
Hace unos meses escribí sobre los avances de China en el aprovechamiento de la energía nuclear basada en el torio, cuando en abril los científicos lograron añadir combustible nuevo a un reactor de sales fundidas de torio en funcionamiento (https://huabinoliver.substack.com/p/what-is-really-going-to-change-the).
Las cosas han avanzado rápidamente. El mes pasado se superó otro hito. El reactor experimental construido en el desierto de Gobi por el Instituto de Física Nuclear Aplicada de Shanghái (SINAP) de la Academia China de Ciencias ha logrado la conversión de combustible de torio a uranio, lo que nos acerca un paso más a un suministro casi ilimitado de energía nuclear.
Este logro convierte al reactor de sales fundidas (TMSR) de 2 megavatios, basado en torio como combustible líquido, en la única demostración operativa en el mundo de esta tecnología nuclear de cuarta generación que ha cargado y utilizado con éxito combustible de torio.
Es la primera vez que los científicos han podido obtener datos experimentales sobre el funcionamiento del torio desde el interior de un reactor de sales fundidas, una innovación que está llamada a remodelar el futuro de la energía nuclear limpia y sostenible.
Como escribí en el ensayo anterior, el torio es mucho más abundante y accesible que el uranio en la corteza terrestre y genera muchos menos residuos radiactivos.
El torio se considera el santo grial de la energía de fisión nuclear, justo después de la fusión nuclear, la corona definitiva de la energía nuclear. Se estima que una sola mina en Mongolia Interior, la mina Bayan Obo, contiene suficiente torio para abastecer de energía a China durante los próximos 20 000 años.
En el centro de este avance se encuentra un proceso conocido como conversión de torio a uranio en el núcleo, que transforma el torio-232 natural en uranio-233, un isótopo fisible capaz de mantener reacciones nucleares en cadena.
Esta transformación se produce mediante una secuencia precisa de reacciones nucleares. El torio-232 absorbe un neutrón y se convierte en torio-233, que se desintegra en protactinio-233 y luego se desintegra aún más hasta convertirse en el producto final: un potente combustible nuclear.
Es fundamental destacar que todo el proceso tiene lugar dentro del núcleo del reactor, lo que elimina la necesidad de fabricar combustible externo.
El torio se disuelve en una sal de fluoruro en una mezcla fundida a alta temperatura que sirve tanto de combustible como de refrigerante. Los neutrones de una pequeña carga inicial de material fisionable, como el uranio-235 enriquecido o el plutonio-239, inician la reacción en cadena.
A lo largo de la operación, el torio-232 captura continuamente neutrones y se transforma en uranio-233, que luego libera energía a través de la fisión nuclear para crear un ciclo autosostenible de «combustión mientras se reproduce», una de las ventajas definitorias de la tecnología.
A diferencia de los reactores de agua a presión convencionales, que deben apagarse periódicamente para abrir la vasija de presión y sustituir las barras de combustible sólido, el combustible líquido del TMSR —una mezcla homogénea de material fisionable disuelto en sal fundida— circula continuamente, lo que permite recargar combustible sobre la marcha sin interrumpir el funcionamiento.
Otra ventaja del TMSR es que no necesita agua, lo que contrasta con las centrales nucleares convencionales, que suelen construirse cerca de las costas debido a sus enormes necesidades de refrigeración.
Esta limitación ha restringido el despliegue de reactores nucleares en regiones áridas o del interior, pero no supone ningún impedimento para un sistema TMSR que utiliza sales fluoradas fundidas a alta temperatura en lugar de agua como portador de combustible y refrigerante.
Dado que las sales transfieren eficazmente el calor a presión atmosférica y temperaturas extremas, esta tecnología está abriendo la puerta a centrales nucleares seguras y eficientes en el interior del país, e incluso en plataformas móviles como grandes buques, una aplicación que los constructores navales chinos ya están explorando.
Si tiene éxito, China construirá el transporte marítimo sin emisiones de la próxima generación. Por supuesto, el potencial para aplicaciones navales también es amplio.
La Academia China de Ciencias puso en marcha el sistema de energía nuclear TMSR en 2011
como un programa de investigación estratégico prioritario destinado a abordar los objetivos nacionales en materia de energía sostenible y reducción de carbono.
Tras casi 15 años de investigación y desarrollo, un equipo dirigido por Xu Hongjie, antiguo director del instituto de Shanghái, superó numerosos retos gracias a su arduo trabajo.
Su trabajo culminó el 11 de octubre de 2023, cuando el TMSR de 2 MW alimentado con combustible líquido alcanzó la primera criticidad. El 17 de junio de 2024 se alcanzó otro hito cuando el TMSR alcanzó su plena potencia de funcionamiento.
En abril de 2025, el equipo llevó a cabo el primer experimento del mundo que consistió en añadir torio a un reactor de sales fundidas en funcionamiento. El logro de Xu y sus colegas significa que China alberga el único reactor de sales fundidas alimentado con torio en funcionamiento del mundo.
Como reactor avanzado de cuarta generación, el reactor de sales fundidas de torio cuenta con características de seguridad inherentes, ya que el sistema funciona a presión atmosférica, lo que elimina el riesgo de explosiones a alta presión. Está construido bajo tierra con blindaje total contra la radiación y las sales fundidas, químicamente estables, también pueden atrapar eficazmente los materiales radiactivos.
En el improbable caso de que se produjera una fuga, la sal fundida fluiría hacia un tanque de drenaje de seguridad pasivo, solidificándose al enfriarse y conteniendo eficazmente cualquier fuga.
En China se está configurando un ecosistema industrial completo para la tecnología TMSR, con casi 100 instituciones de investigación y empresas comerciales que colaboran en el diseño de reactores, la ciencia de los materiales y otros retos clave.
Es fundamental que todos los componentes básicos del reactor experimental sean 100 % de producción nacional, lo que garantiza la plena autonomía de la cadena de suministro y la autosuficiencia tecnológica.
China está construyendo un reactor de 100 MW en el desierto de Gobi con el objetivo de demostrar la viabilidad de la tecnología para su despliegue comercial a gran escala alrededor de 2035, según el último calendario oficial.
Mientras el país celebra este notable logro, el pueblo chino se despide con tristeza del Sr. Xu Hongjie, físico nuclear y padre del programa de reactores de torio de China.
El Sr. Xu, antiguo director del SINAP, falleció a los 70 años en Shanghái el 14 de septiembre, justo antes de este último hito. Según el Ministerio de Ciencia y Tecnología, Xu murió después de medianoche mientras trabajaba desde su casa.
Las noticias describieron que fue encontrado frente a su ordenador. «Los libros estaban abiertos sobre el escritorio y el ratón del ordenador había caído al suelo. En la pantalla, las diapositivas de la conferencia «Introducción a la ciencia y la tecnología nucleares» permanecían sin terminar», decía el obituario.
Xu, nacido en 1955, se graduó en la Universidad de Fudan con un doctorado en física nuclear y tecnología nuclear en 1989. Ese mismo año, se incorporó al SINAP como becario postdoctoral y fue ascendido a investigador asociado en 1991 y a subdirector en 1995. De 2001 a 2009, ocupó el cargo de director del instituto.
En 1995, la CAS y el gobierno municipal de Shanghái decidieron construir la Instalación de Radiación Sincrotrón de Shanghái y encargaron al Sr. Xu la dirección del proyecto.
Bajo el liderazgo de Xu, el equipo del proyecto construyó una fuente de luz de radiación sincrotrón de tercera generación líder en el mundo, una instalación avanzada diseñada para producir haces de luz de alto brillo.
En 2009, tras la finalización de la instalación, Xu se encargó de dirigir un proyecto de reactor de torio para hacer realidad la tecnología, lo que condujo al lanzamiento del programa TMSR en 2011.
Científicos como Xu Hongjie y Xu Guangxian, el “padre de la química de las tierras raras de China”, fallecido en 2015, son la fuerza primigenia que impulsa el progreso y el desarrollo del país.
Son los tesoros nacionales que han vuelto a hacer grande a China. Honremos a los héroes.
*Hua Bin es un ejecutivo retirado y observador geopolitico
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