¿Por qué no elegimos el enfoque de sodio líquido (LFTR) para nuestros reactores nucleares? ¿Se trataba del dinero o de las armas?

Answer 1

En primer lugar, un LFTR es un nombre moderno utilizado, por ejemplo, por la energía FliBe para un reactor de sal fundida (MRSE) de espectro térmico (por lo tanto, sin neutrones rápidos). Estos reactores de sal fundida tienen excelentes características, excepto uno; La sal fundida altamente radiactiva se bombea alrededor de un intercambiador de calor. Una fuga en ese sistema significaría un problema de contaminación potencialmente grave. Dada la frecuencia de fugas de sodio fundido en reactores rápidos (diseño completamente diferente) en todo el mundo, esto no puede ser ignorado. Por lo tanto, buen diseño, pero prácticamente no tiene nada que ver con LMFBR.

Los reactores de criador rápido de metal líquido (sodio), por otro lado, tienen elementos combustibles donde el acero de alta calidad envuelve un combustible (principalmente) metálico. Una fuga de sodio (refrigerante) podría y todavía ocurre, pero no será muy radiactiva (excepto por la activación de Na24) y manejable. En general, la combinación LWR / BWR y LMFBR no es tan mala. Los rusos están haciendo exactamente esto (BELOYARSK-4 y BELOYARSK-3). Occidente debería reiniciar activamente este programa y construir una flota de estos.

¿Pero por qué tendrías que hacerlo? Bueno, para cerrar el ciclo del combustible (es decir, quemar la mayor cantidad de uranio que pueda) necesita un reactor de espectro rápido, por dos razones principales; la fisión en un espectro rápido produce más neutrones (por lo que tiene la libertad de jugar con ellos, perder algunos, pero también generar combustible nuevo), y el plutonio-239 solo fisiona parcialmente en un espectro térmico, por lo que solo puede quemar algunos por ciento del uranio en un reproductor de agua ligera.

Solo hay cuatro isótopos pesados ​​que se someten efectivamente a fisión, uranio-233, uranio-235, plutonio-239 y plutonio-241. De estos, solo el uranio 235 existe en cualquier cantidad, es decir, en uranio natural, pero solo en una pequeña fracción, 0.7%. los otros elementos (excepto U233, que proviene del torio) se producen realmente ‘por accidente’ en LWR regular y hoy se consideran ‘residuos’.

En realidad, este “desperdicio” debe considerarse un recurso muy valioso, porque un reactor reproductor rápido podría extraer enormes cantidades de energía de estos.

Entonces, en los años setenta a lo largo de los noventa, muchos países estaban en el camino correcto; EBR -II (EE. UU.) Fue un excelente demostrador construido adecuadamente que demostró / simuló una pérdida total de accidente de refrigerante con cero consecuencias, desafortunadamente, eso fue en marzo de 1986, justo antes de Chernobyl. Los franceses, japoneses, coreanos y actualmente los chinos tenían / ​​tienen reactores comerciales y demostradores muy serios (por ejemplo, SUPER-PHENIX, Francia) en funcionamiento.

Supongo que la razón por la que esto no se materializó es el miedo público a lo desconocido y una sensación de riesgo completamente desigual. (Tememos a los tiburones pero no a los perros, tememos a los asesinos pero no a caer por las escaleras)

Answer 2

LFTR es la abreviatura de Reactor de torio de fluoruro líquido. Utiliza sales de flúor con litio, berilio y otros elementos para transportar combustibles nucleares disueltos dentro, a través y de regreso del área central donde tiene lugar la fisión. Los combustibles que se disuelven en una sal líquida (fundida) que puede bombearse a través de un intercambiador de calor y también tratarse químicamente para eliminar (o agregar) cosas en su camino de regreso al núcleo es un tipo de reactor fundamentalmente diferente con muchas ventajas.

El sodio líquido se usa como refrigerante en algunos reactores de combustible sólido. El sodio se usa en forma metálica en lugar de como sal.

Los reactores de combustible de uranio enriquecidos sólidos refrigerados por agua se desarrollaron por primera vez para alimentar submarinos. El apoyo y la infraestructura para el ciclo del combustible de uranio estaban disponibles entonces para los reactores de energía terrestres.

El plutonio para armas se fabrica en reactores militares diseñados y operados para ese propósito. Los reactores están optimizados para producir energía o plutonio. Intentar hacer ambas cosas con un solo reactor no ha funcionado muy bien.

El experimento del Reactor de sal fundida en Oak Ridge, TN fue terminado por razones políticas en una elección entre dos programas. El otro programa tampoco duró mucho.

Answer 3

RE: ¿Por qué no elegimos el enfoque de sodio líquido (LFTR) para nuestros reactores nucleares? ¿Se trataba del dinero o de las armas?

En primer lugar, LFTR – Reactor de torio de fluoruro líquido – NO es un reactor de sodio líquido. Está confundiendo al precursor del LFTR, el Experimento del Reactor de Sal Fundida – MSRE – con su competencia en ese momento, el Proyecto del Río Clinch, un Reactor Rápido de Metal Líquido (LMFBR) que se enfrió con sodio.

Clinch River, un reactor sobre papel, en realidad fue elegido sobre el
SUCESOR de la MSRE porque la MSRE era un trabajo experimental
reactor con miles de horas de tiempo de funcionamiento, y los chicos de MSRE cayeron
Oak Ridge National Laboratories (ORNL) estaban presionando para construir un prototipo
LFTR para la generación real de electricidad basada en su reactor experimental en funcionamiento. En el proceso de selección de Clinch River sobre el sucesor del MSRE, no solo no construyeron el sucesor sino que también cerraron el MSRE.

Hay un libro completo sobre el tema de por qué se eligió a Clinch River sobre el sucesor de MSRE. Se llama “Superfuel” (una palabra) por Richard Martin, ISBN 978–0–230–11647–4.

La forma en que leí el libro la decisión se tomó de forma personal. Al jefe de la AEC en ese momento, Milton Shaw, simplemente no le gustaban las personas en ORNL y, por lo tanto, cuando un recorte presupuestario le dio una excusa, terminó con su proyecto, el MSRE. Ignoraba el hecho de que MSRE era un reactor que funcionaba, el más seguro jamás diseñado y uno de los más baratos jamás diseñados.

Estados Unidos pasó a gastar $ 8 mil millones en Clinch River. El reactor nunca fue construido. Si ese mismo dinero se hubiera invertido en el sucesor del MSRE, hoy no habría centrales eléctricas de carbón, petróleo o gas, por lo que el calentamiento global sería sustancialmente menor de lo que es ahora.

Podría decirse que Milton Shaw puede llamarse El padre del calentamiento global.

Answer 4

Hay una larga y muy detallada historia del desarrollo de reactores nucleares para submarinos y plantas de energía nuclear comercial en el libro de Paul Duncan, “Rickover y la Armada Nuclear” (página en energy.gov).

En las décadas de 1950 y 1960, se consideraron las tecnologías refrigeradas por agua y por sodio para los reactores submarinos, y más tarde para las centrales eléctricas comerciales. Para los reactores submarinos, la tecnología refrigerada por agua fue la primera en tener éxito. Duncan escribe:

El primer gran triunfo llegó el 31 de mayo de 1953 en la Estación Nacional de Pruebas de Reactores. … Por primera vez, la energía atómica estaba produciendo una cantidad significativa de energía en una forma y con la confiabilidad necesaria para conducir maquinaria. En junio, el Mark I alcanzó la máxima potencia e hizo una carrera simulada a través del Atlántico. … El éxito significó una fuerte disminución en la importancia del enfoque refrigerado por sodio.

A principios de la década de 1960, se investigaron las tecnologías refrigeradas por sodio y por agua para reactores comerciales, pero la tecnología refrigerada por agua fue probada y parecía una opción más económica. Los ejecutivos de servicios públicos tenían más confianza en ello:

… ninguna empresa de servicios públicos estaría interesada en comprar y operar la estación a menos que la tecnología estuviera bien desarrollada: solo los reactores de agua a presión y en ebullición cumplían ese criterio …

Finalmente, el Congreso (que fue responsable de financiar toda esta investigación) también fue persuadido. En audiencias celebradas en marzo de 1962, miembros de la Comisión de Energía Atómica testificaron

Los reactores de agua … estaban cerca de su objetivo de producir energía económicamente competitiva; todo lo que se necesitaba era la construcción y operación de unas pocas centrales nucleares a gran escala para dar confianza a los ejecutivos de servicios públicos.

En resumen, los reactores enfriados por agua fueron más fáciles de desarrollar y tuvieron éxito primero. El trabajo experimental en otros tipos de reactores continuó, pero nunca pareció representar una ventaja tan importante que justificara abandonar la inversión en reactores refrigerados por agua.

El desarrollo de armas nucleares no tuvo nada que ver con eso. Los reactores para producir material para armas se desarrollaron a principios de la década de 1940, mucho antes que los reactores submarinos o las centrales nucleares. Los reactores de producción de armas tenían diseños muy diferentes a los reactores de potencia comerciales porque producir plutonio es un propósito muy diferente a producir electricidad. Además, los reactores nucleares comerciales no se utilizan para producir material para armas. El artículo III del Tratado sobre la no proliferación de las armas nucleares – Wikipedia, que entró en vigor en 1970, prohíbe el uso de reactores comerciales para producir material para armas.

Answer 5

El sodio líquido y el LFTR son dos tipos de reactores totalmente diferentes.

Sodio = Rápido (sin moderador), U238 / Plutonio, reactor de combustible sólido, refrigerante de metal fundido

LFTR = Térmico (moderador de grafito), torio / U233, reactor MSR (F Li Be refrigerante con el combustible directamente mezclado con el refrigerante)

No se construyó ningún reactor LFTR. Solo reactores MSR pequeños (y de baja potencia) mucho más simples (2-ARE / MSRE).

En los años 60/70, solo ORNL (Oak Ridge) buscó reactores MSR. Todos los demás laboratorios nucleares de EE. UU. Estaban trabajando en reactores de plutonio rápido.

2 Los reactores rápidos se construyeron como resultado de la investigación de los reactores rápidos de EE. UU., EBR I y EBR II.

Al final, la administración de Nixon mató todo el trabajo de MSR. Mantuvo la investigación del reactor rápido. Finalmente, ORNL obtuvo la financiación suficiente para hacer solo diseños conceptuales, nunca dinero para construir un reactor. El trabajo del reactor rápido / de sodio condujo a los reactores EBR I / EBR II. El financiamiento de EBR fue asesinado por Bill Clinton / Al Gore / John Kerry en los años 90.

Las personas de EBR afirman que su trabajo estaba casi terminado y Bill Clinton impidió efectivamente un diseño finalizado para la industria privada unos años más tarde. De hecho, GE retomó el trabajo EBR II que condujo al diseño PRISM / S-PRISM.

Las reglas actuales de NRC hacen que el diseño original de dos fluidos LFTR sea imposible de certificar debido a su mecanismo para eliminar Pa233 o U233 de la manta que lo mueve al núcleo. El núcleo es esencialmente una tina de pureza isotópica de grado de armas U233 + U235.

Se trataba de política. Hoy el problema con LFTR son las reglas contra la proliferación.

Por favor ignore LFTR. Los diseños más simples de MSR no tienen puntos muertos reglamentarios y ofrecen muchas ventajas de costo / seguridad / eficiencia.

Answer 6

Mirando hacia atrás, las consecuencias no deseadas al tomar el camino continuo de EZ para obtener energía, se ha combinado con el uso de las reglas / militares para protegerlo.

¡Los combustibles fósiles son una economía mortal y nuestros militares y sus tentáculos asociados alcanzan nuestras vidas y las de todo el mundo!

¡Es poder / $ / control / punto!

Incluso cuando los funcionarios electos ven un camino, a menos que sus cortesanos quieran un cambio, ¡nunca sucederá!

Hasta el día de hoy, incluso con el apoyo bipartidista en el congreso de los EE. UU., ¡Algunos conocimientos sobre los valores de los reactores de combustible líquido son muchos! Han logrado poco. Una vez más, son las influencias $ de los cabilderos corporativos y el marco de apoyo de la NRC, el DOE y el DOD lo que mantiene el entorno de manos libres / sin cambios.

Si desea evidencia verificable de mis declaraciones, consulte la agenda de la Alianza de Energía de Torio y comience a seguir a James Kennedy y John Kutsch: han estado trabajando en este proyecto durante 10 años. realizó más de 60 viajes a DC y se reunió con legisladores más de 250 veces.