¿Por qué los reactores de sal fundida no se utilizan en la energía nuclear comercial?

Es el militar, por supuesto.

En serio, en los años 50/60 se exploraron numerosos conceptos de reactores en el espacio civil. Pero el más comúnmente construido fue el reactor de agua ligera para uso de submarinos nucleares en los primeros días. A medida que se acumulaba experiencia con LWR, había pocos incentivos para pasar a otros conceptos. Para fines militares, todos los demás diseños tienen desventajas significativas (menos compactas, más difíciles de operar, más complejas).

Cuando comenzó la construcción del reactor civil, los ingenieros utilizaron lo que tenían, 20 años de experiencia con reactores de agua ligera. Una ventaja era que el núcleo del reactor podía ampliarse fácilmente al rango de 1 GW que deseaban los operadores comerciales. Otros conceptos de reactores todavía estaban muy lejos de eso.

Una pequeña desventaja de la ampliación del núcleo de agua ligera fue la necesidad de enfriamiento activo, los reactores de agua ligera de <150MW pueden diseñarse para enfriamiento pasivo, pero los operadores comerciales aunque el costo de mantenimiento de muchos reactores pequeños sería demasiado alto, el enfriamiento activo sería Ser un problema de ingeniería menor.

Adivina qué mató a los reactores de Fukushima.

Hay dos razones fundamentales para esto. Uno de ellos se mencionó en una respuesta temprana, ya que siempre hemos usado reactores de agua ligera (LWR). Comenzaron con la armada nuclear y luego la tecnología pasó al poder civil. Los años de operación de LWR y solo LWR han tenido dos consecuencias. Primero, nos hemos vuelto realmente buenos con esta tecnología. Una analogía sería motores de combustión de gas. También comenzaron como una tecnología cruda e ineficiente que tenía problemas. Un gran problema que ha llevado décadas abordar es el material de revestimiento (esto es lo que se usa para alojar el uranio en el núcleo de un reactor). Comenzó como acero inoxidable, que tenía problemas. Luego cambiamos a aleaciones basadas en circonio y luego repetimos y mejoramos repetidamente los elementos de aleación. Debido a que MSR tiene una experiencia operativa significativamente menor, no hemos trabajado para mejorar la tecnología casi tanto. Más allá de eso, las limitaciones materiales en el pasado hicieron que la tecnología no fuera realista de manera realista hace décadas. Ahora que es así, están tratando de ponerse al día.

En segundo lugar, operar solo LWR ha llevado a establecer marcos legales relacionados solo con LWR. Por ejemplo, existen límites estrictos para el desgaste del material y el daño al revestimiento de circonio que mencioné anteriormente (corrosión, contenido de hidrógeno, etc.). Estas reglas no son aplicables en absoluto a un MSR. Desafortunadamente, no existe un precedente o método para tratar este problema.

Después de haber investigado en el área de MSR, puedo decir que la tecnología para operarlos de manera viable todavía mejora y aún necesita mejorar. Sin embargo, es en un punto en el que, si el lado de la política no se aborda pronto, tendremos, en un futuro próximo, un diseño tecnológicamente viable sin una forma práctica de construirlo, probarlo y operarlo a escala industrial.

Encontré un enlace: Reactores de sal fundida

Este diseño particular, al menos, tiene un defecto. El combustible nuclear se disuelve en el refrigerante de sal fundida. Así, los productos de fisión, el plutonio que se genera, etc., circulan sin contener el refrigerante.

En una planta de reactor de agua ligera en funcionamiento, si incluso una barra de combustible falla al liberar una fracción de su inventario radiactivo en el refrigerante, la industria de la energía considera que esto es un gran problema. Hay decenas de miles de barras de combustible en una planta nuclear. Tenga en cuenta que una barra de combustible fallida no produce una dosis medible en el límite de la planta. El problema inmediato es que la contaminación del sistema de refrigerante dificulta el mantenimiento de la planta.

La barra de combustible en sí es la primera barrera entre la radiación y el medio ambiente. El gran problema en Fukushima fue principalmente la ruptura de esta barrera. Los reactores de sal fundida funcionarán así todo el tiempo, al menos diseños como ese en el enlace.

El otro efecto de esto es que los componentes internos del reactor y todo el sistema de refrigerante primario estarán extremadamente contaminados; cualquier mantenimiento deberá realizarse de forma remota.

¿Por qué estamos gastando dinero en tal diseño?

Indudablemente hay otros diseños …

Los únicos reactores de sal fundida que operaron lo hicieron hace 40 años.

Ambos fueron pequeños reactores de prueba de concepto que recibieron pequeños fondos.

En resumen, primero necesitamos reactores prototipos a mayor escala que funcionen durante al menos un año para probar todo sobre ellos.

El aspecto positivo es que hay alrededor de una docena de esfuerzos de MSR en todo el mundo.

Pero antes de que MSR pueda comercializarse, primero se debe diseñar, licenciar, construir y operar una prueba de concepto. Algunos de esos esfuerzos están a la mitad del diseño y esperan comenzar la construcción en aproximadamente 6 años.

Ellos estarán. Se espera que la construcción comience el próximo año. (No en EE. UU.) Indonesia completa el estudio de prefactibilidad de ThorCon

El diseñador utilizó solo materiales y tecnologías disponibles actualmente.