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¿Hay suficiente Uranio para nuevas centrales nucleares?

escrito por Ijon Tichy 23 junio, 2008

combustible.jpgComentamos hace unos días la original ocurrencia de nuestro bobo solemne favorito para cerrarse nuevamente al debate nuclear utilizando como argumento la escasez de agua. Creo que quedó sobradamente demostrado lo falso, incluso absurdo, de tal argumento.

Me entero gracias al excelente blog “La libertad y la ley” de que algún otro iluminado ha oído campanas y haciendo gala de su ignorancia ha proclamado que el problema para el desarrollo de la industria nuclear es la escasez de Uranio.

Analicemos el problema desde el punto de vista económico, minero y tecnológico.

a) Como bien señala yosoyhayek en su artículo sobre el asunto, la incorporación con fuerza de los chinos (ojo, y de los hindúes) al mercado del combustible nuclear tras muchos años de parón ha originado una fuerte subida de precios. Está por ver si esa subida es coyuntural o para quedarse, pero hay un dato con frecuencia desconocido que nos puede hacer ver la poca importancia relativa de tal subida. Dentro de la estructura de costes de una central de producción eléctrica con combustibles fósiles, carbón, fuel, gas, etc. el coste de dicho combustible puede suponer entre el 50% y el 70% del total. El coste del Uranio no llega al 5% del coste de explotación de una nuclear. Es obvio que para una central de combustibles fósiles ver duplicado el precio de su materia prima es un desastre mientras que para una nuclear ver triplicado el precio del Uranio es un contratiempo.

b) Por otra parte, podéis encontrar por ahí el dato de que, con los consumos actuales, hay reservas de Uranio solo para unos 90 ó 100 años. A este respecto recordemos que el concepto de “reservas” es económico. Una subida de precios como la planteada arriba puede incentivar la transformación de yacimientos de recursos conocidos en reservas.

Paises Produtores de Uranioc) Y por último, veamos lo más importante, que parte del uranio extraído de las minas se utiliza en las centrales actuales y cuánto se podría utilizar realmente. El uranio presente en la naturaleza tiene en casi todos los yacimientos menos del 1% del isótopo U235, que es el que participa en las reacciones de fisión. Para la mayor parte de los modelos actuales de reactor nuclear (entre ellos todos los españoles), es preciso utilizar combustible enriquecido (con más alto contenido porcentual de U235). Lo primero que debemos saber es que el combustible (Uranio) que se introduce en el reactor es casi en un 97% U238, un isótopo estable del Uranio, y algo más del 3%, U235. Solo este último como decíamos está implicado en la reacción de fisión nuclear. Cuando el U235 capta un neutrón, se vuelve inestable y tiende a “partirse” (fisión) en dos. Además, como consecuencia de la fisión se liberan 2 ó 3 neutrones. Uno de estos neutrones se capta por otro átomo de U235, continuando la reacción en cadena y el resto son absorbidos por los elementos de control presentes también en el reactor como barras de control o disueltos en el agua refrigerante (los elementos utilizados para este cometido, como el Boro, tienen la particularidad de ser estables en su isótopo normal y también una vez absorbido el neutrón).

Por su parte, los dos átomos procedentes de la fisión del U235 son inestables y tienden a sufrir desintegraciones radiactivas hasta convertirse en isótopos estables. Estos átomos, de muy variados elementos, son los verdaderos residuos nucleares y con ellos no se puede hacer prácticamente nada (quizá en el futuro sí, pero eso es otra historia).

Ahora bien, ¿que ocurre con todo el U238, que al fin y al cabo es la mayor parte del combustible? Pues resulta que el U238 no sufre fisión (no se parte en dos) al absorber un neutrón sino que se convierte en U239, pero el U239 es inestable y tiende a convertirse en Pu239 al transformarse un neutrón en un protón. Resulta que el Pu239 es fisionable, igual que el U235. Por ello, al U238 se le llama “fértil”, no es fisionable, pero sirve para fabricar combustible nuclear.¿Que tenemos pues en las barras de combustible de un reactor al cabo de un tiempo de “quemarse”? Pues U238 estable (que no haya captado neutrones), Plutonio 239 y una proporción pequeña, pero muy variada, de residuos radiactivos. El Pu239, puede usarse como nuevo combustible para otro reactor nuclear. El U238, a su vez, puede utilizarse para producir Pu239.

Es decir, resulta que de lo que consideramos un residuo (el combustible “quemado”), la mayor parte es reutilizable. Solo los productos de la fisión son verdaderos residuos. El “reprocesamiento” del que hablábamos consiste en separar el grano de la paja, con la particularidad de que hay más grano que paja.

Hagamos un inciso para aclarar que si bien tanto el Pu239 como el U235 son fisionables y por tanto utilizables como combustible nuclear, las condiciones en que ambos fisionan son diferentes. El U235 capta bien los neutrones “lentos” (de baja energía) y el Pu239 los neutrones “rápidos”.

uranioPor ello, el Pu239 no se puede usar como combustible “tal cual” en reactores convencionales, pero hay diseños especiales de reactor (reactores rápidos, como los franceses fénix y superfénix) que han funcionado comercialmente con ese combustible. También se ha probado a usar una mezcla (llamada MOX) de Uranio y Plutonio en reactores lentos, pero con resultados no muy buenos.

Esto era para señalar, que el Pu239, es potencialmente útil (y el U238), pero tiene mala “salida comercial” en la actualidad. Como el proceso de reprocesamiento es complejo y caro, la opción es almacenar el combustible gastado para reprocesarlo cuando haga falta.

Actualmente en la India hay un ambicioso programa nuclear que de forma inteligente comprende el ciclo completo: Reactores lentos (quemando U235), reactores “reproductores” (diseñados para favorecer la transformación de U238 en Pu239) y reactores rápidos (quemando Pu239). Además lógicamente de instalaciones de almacenamiento, reprocesamiento e investigación.

El programa nuclear hindú, globalmente concebido tiene otra particularidad: Se está multiplicando casi por 30 la disponibilidad de combustible. Si únicamente se utilizan reactores lentos, el combustible aprovechado es tan solo el U235, que como se ha dicho, es un isótopo escaso. De ahí que a menudo se hable de las escasas reservas de combustible, según comentábamos en el apartado anterior. Si el U238 se transforma también en combustible, según lo arriba expuesto, las reservas se multiplican.

Con el ciclo así concebido, esas reservas de Uranio que no llegarían a los 100 años, se convierten en 3.000. Es de esperar que mientras tanto, se consiga explotar comercialmente la energía de fusión.

Creo conveniente aclarar que todo esto no indica que uno piense que la nuclear es la panacea, ni mucho menos. Pero me parece irresponsable e irreal renunciar a su uso como parte del mix de generación sin considerar el asunto con un mínimo de rigor.