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Charla «Taylor Wilson: Mi plan radical para pequeños reactores de fisión nuclear» de TED2013 en español.
Taylor Wilson tenía 14 años cuando construyó un reactor de fusión nuclear en el garage de sus padres. Ahora, con 19 años, vuelve al escenario de TED para presentar una nueva mirada sobre un viejo tema: la fisión. Wilson, que ha conseguido apoyo para crear una empresa y realizar su sueño, explica por qué está tan entusiasmado con su diseño innovador de pequeños reactores modulares de fisión; y por qué esto podría ser el próximo gran paso en la solución de la crisis energética mundial.
- Autor/a de la charla: Taylor Wilson
- Fecha de grabación: 2013-02-27
- Fecha de publicación: 2013-04-30
- Duración de «Taylor Wilson: Mi plan radical para pequeños reactores de fisión nuclear»: 773 segundos
Traducción de «Taylor Wilson: Mi plan radical para pequeños reactores de fisión nuclear» en español.
Hoy tengo un gran anuncio que hacer que me emociona bastante Esto puede sorprender un poco a quienes conocen mi investigación y lo que he hecho.
He tratado de resolver grandes problemas: antiterrorismo, terrorismo nuclear, atención médica, diagnóstico y tratamiento del cáncer.
Empecé a meditar sobre todo esto y descubrí que el mayor problema que enfrentamos, al que se reducen estos otros, es la energía, la electricidad, el flujo de electrones.
Y decidí proponerme a tratar de resolver este problema.
Probablemente no sea eso lo que Uds.
esperan.
Quizá esperan que venga aquí y les hable de fusión, ya que es lo que he hecho gran parte de mi vida.
Pero esta es una charla sobre, bueno…
(Risas)
esta es una charla sobre fisión.
Se trata de perfeccionar algo viejo, y traerlo al siglo XXI.
Hablemos del funcionamiento de la fisión nuclear.
En una planta de energía nuclear tenemos una gran caldera a alta presión con unas varillas de combustible cubiertas de circonio.
Son pastillitas de combustible de de dióxido de uranio, Se controla la reacción de fisión y se mantiene a un nivel adecuado.
Esa reacción calienta el agua, el agua se convierte en vapor, el vapor hace girar la turbina y con eso se produce electricidad.
Esta es la misma forma en que hemos estado produciendo electricidad, con turbinas de vapor, desde hace 100 años.
La energía nuclear fue realmente un gran avance para calentar el agua, pero todavía hervimos agua, que se convierte en vapor y hace girar las turbinas.
Y pensaba, saben,
¿es esta la mejor forma de hacerlo?
¿Se agotó el tema o aún queda algo por innovar?
Me di cuenta de que había dado con algo: creo que hay un potencial enorme para cambiar el mundo.
Y es esto.
Es un pequeño reactor modular.
No es tan grande como el reactor que se ve en este diagrama.
Es de entre 50 y 100 megavatios.
Pero eso es un montón de energía.
Con esto, con consumo promedio, podrían abastecerse 25 000 a 100 000 hogares.
Pero lo realmente interesante de estos reactores es que se construyen en fábricas.
Son reactores modulares construidos esencialmente en una línea de montaje.
Se transportan a cualquier parte del mundo, se instalan y pueden producir electricidad.
Esta parte es el reactor.
Y esto está bajo tierra, lo cual es muy importante.
Como alguien que ha trabajado mucho en contraterrorismo, quisiera resaltar que es importante que esté enterrado bajo tierra por motivos de derrames y por seguridad.
Dentro de este reactor hay sal fundida, así que los fanáticos del torio se van a entusiasmar, porque estos reactores resultan ser muy buenos para producir y quemar el ciclo de combustible del torio, uranio-233.
Pero no me preocupa mucho el combustible.
Se pueden poner a producir…
están muy hambrientos, son como pozos de armas degradadas, uranio altamente enriquecido y plutonio apto para armas que ha sufrido un proceso de degradación.
Está en un grado que no puede usarse en armas nucleares, pero les encanta esa cosa.
Y tenemos mucho por doquier porque este es un gran problema.
Ya saben, cuando la Guerra Fría, se construyó ese enorme arsenal de armas nucleares, y eso estaba bien, pero ya no las necesitamos más.
Entonces,
¿qué se va a hacer con todo el desperdicio?
¿Qué hacer con todos los pozos de esas armas nucleares?
Bueno, los aseguramos, pero sería genial que los pudiéramos quemar, consumirlos.
A este reactor le encantan.
Es un reactor de sales fundidas.
Tiene un núcleo, y tiene un intercambiador de calor que la sal caliente, la sal radioactiva, la vuelve fría, no radioactiva.
Todavía es térmicamente caliente pero no es radiactiva.
Esto es un intercambiador de calor lo que hace a este diseño muy, muy interesante.
Es un intercambiador de calor a gas.
Volviendo a lo que venía diciendo sobre la energía en producción —bueno, aparte de la fotovoltaica— se produce por la ebullición de vapor y el giro de una turbina.
No es muy eficiente y, de hecho, las plantas de energía nuclear de este tipo, tienen solo un 30 % a 35 % de eficiencia.
Esa es la cantidad de energía térmica que produce el reactor; la cantidad de electricidad que produce.
Y la razón de la baja eficiencia de esos reactores es que funcionan a baja temperatura.
Funcionan a unos, ya saben, quizá 200 a 300 grados Celsius.
Pero estos reactores funcionana 600 a 700 grados Celsius, lo que significa que cuanto mayor sea la temperatura la termodinámica dice que se tiene mayor eficiencia.
Este reactor no usa agua.
Usa gas, CO2 o helio supercríticos, que entran a la turbina, en lo que se llama ciclo de Brayton.
Es el ciclo termodinámico que produce electricidad, con una eficiencia de casi el 50 %; entre 45 % y 50 % de eficiencia.
Esto me tiene muy entusiasmado porque es un núcleo muy compacto.
Los reactores de sales fundidas, por naturaleza, son muy compactos pero lo también genial es que se obtiene mucha más electricidad por la cantidad de uranio fisionada, por no mencionar que se consume el uranio.
Su grado de quemado es mucho mayor.
Así, para una cantidad dada de combustible que se pone en el reactor, se usa mucho más.
El problema de las plantas tradicionales de energía nuclear como esta son estas barras revestidas de circonio, con las tabletas de combustible de dióxido de uranio en su interior.
Bueno, el dióxido de uranio es una cerámica, y a la cerámica no le gusta liberar lo que tiene dentro.
Tenemos lo que se llama pozo de xenón y algunos de estos productos de la fisión aman a los neutrones.
Aman a los neutrones que se mueven y ayudan a que ocurra la reacción.
Los consumen, lo que significa que, además de que el revestimiento no dura mucho tiempo, pueden usarse esos reactores más o menos durante unos 18 meses sin reabastecerse de combustible.
Pero estos reactores duran 30 años sin reabastecerse que, en mi opinión, es algo muy, muy maravilloso porque significa que es un sistema sellado.
Que no haya reabastecimiento implica que se puede sellar sin riesgo de derrame, y sin material nuclear ni radioactivo que escape de sus núcleos.
Pero volvamos a la seguridad.
Todos, después de Fukushima, tuvieron que revisar la seguridad nuclear.
Una de las cosas que pienso al diseñar un reactor de energía es que ha de ser pasiva e intrínsecamente seguro, Estoy muy entusiasmado con este reactor, esencialmente por dos razones.
Una, que no funciona a alta presión.
Los reactores tradicionales como los de agua a presión o los de agua hirviendo, usan agua muy, muy caliente a presiones muy altas.
Esto significa, en esencia, que en caso de accidente, si se presenta alguna fisura en el recipiente de acero inoxidable a presión, el refrigerante se escapa del núcleo.
Estos reactores funcionan prácticamente a presión atmosférica, de modo que no hay tendencia de los productos de fisión de escaparse del reactor, en caso de accidente.
Además, funcionan a alta temperatura y el combustible se funde, por lo que no se derriten.
Pero en caso de que el reactor fallara o en caso de pérdida externa de energía como en Fukushima, hay un tanque de desechos.
Debido a que el combustible es líquido, y está combinado con el refrigerante, se podría simplemente drenar el núcleo en lo que se llama régimen sub-crítico.
Básicamente es un tanque bajo el reactor que tiene absorbentes de neutrones.
Esto es muy importante porque así se detiene la reacción.
En este tipo de reactores, no se puede hacer eso.
El combustible, como he dicho, es de cerámica; está dentro de barras de combustible de circonio, y en caso de accidente, en este tipo de reactores —como Fukushima y Three Mile Island— mirando hacia atrás en Three Mile Island,—hace tiempo que no se ven estos— con esos revestimientos de circonio en las barras de combustible, al entrar en contacto con agua a alta presión, vapor de agua, en un ambiente oxidante, producirán hidrógeno, y ese hidrógeno tiene una gran capacidad explosiva para liberar los productos de la fisión.
Por eso el núcleo de este reactor, como no está bajo presión y no tiene esta reactividad química, significa que los productos de la fisión no tienen la tendencia de escapar del reactor.
Así, incluso en caso de accidentes, sí, el reactor puede quemarse, ya saben.
Lo siento por la pérdida de la compañía eléctrica, pero no se contaminarán grandes áreas de terreno.
Yo creo que en, digamos, 20 año,s lograremos la fusión, la fusión será una realidad, podría ser la fuente de energía que proporcione electricidad libre de carbono.
Electricidad libre de carbono.
Es una tecnología increíble porque no solo modera el cambio climático sino que es una innovación.
Es una manera de llevar la energía a los países en desarrollo, porque se produce en una fábrica y es económica.
Se la puede ubicar en el lugar del mundo que se desee.
Y quizá hay algo más.
De niño, estaba obsesionado por el espacio.
Bueno, hasta cierto punto, también por la ciencia nuclear, pero antes de eso, por el espacio.
Me entusiasmaba, ya saben, ser astronauta y diseñar cohetes, siempre me entusiasmó mucho.
Pero volvamos a esto, porque imaginen tener un reactor compacto en un cohete que produce de 50 a 100 megavatios.
Es el sueño de todo diseñador de cohetes.
Es el sueño del que diseña un hábitat para otro planeta.
No solo uno tiene de 50 a 100 megavatios para obtener la propulsión que nos lleve, sino que se tiene potencia una vez allá.
Ya saben, para diseñadores de cohetes que usan paneles solares o pilas combustibles, unos pocos vatios o kilovatios, puede ser mucha energía.
Estamos hablando de 100 megavatios.
Es muchísima energía.
Podría alimentar a una comunidad marciana.
Podría propulsar un cohete hasta allá.
Y espero poder tener la oportunidad de explorar mi pasión espacial al mismo tiempoque exploro mi pasión nuclear.
La gente dice: «Bueno, lanzas estas cosas radioactivas al espacio,
¿y si hay accidentes?
» Pero lanzamos baterías de plutonio todo el tiempo.
Todos estaban muy entusiasmados con Curiosity con esa gran batería de plutonio a bordo, plutonio-238, que tiene una mayor actividad específica que el combustible de uranio poco enriquecido de estos reactores de sales fundidas, lo que significa que los efectos serían insignificantes, porque se lanza en frío, y al ponerlo en el espacio es cuando realmente se activa el reactor.
Por eso estoy entusiasmado.
He diseñado este reactor de aquí que puede ser una fuente innovadora que proporcione energía a todo tipo de buenas aplicaciones científicas, y realmente estoy preparado para hacerlo.
Terminé la secundaria en mayo, y…
(Risas)
(Aplausos)
Terminé la secundaria en mayo, y decidí lanzar una empresa para comercializar estas tecnologías que desarrollé, detectores revolucionarios para escanear contenedores de carga y estos sistemas para producir isótopos médicos.
Ahora quiero hacer esto,y lentamente he ido formando un equipo con las personas más increíbles con las que haya tenido la oportunidad de trabajar.
Estoy listo a hacer esto realidad.
Pienso, viendo la tecnología, que será más económico o tendrá el mismo precio que el gas natural.
No hay que reabastecerla durante 30 años, Una gran ventaja para el mundo en desarrollo.
Solo quiero decir una nota filosófica para terminar, algo raro para un científico.
Pienso que hay algo realmente poético en usar energía nuclear para propulsarnos a las estrellas, porque las estrellas son enormes reactores de fusión.
Son calderas nucleares gigantes en el cielo.
La energía que me permite hablar con Uds.
hoy, aunque viene de la energía química de mis alimentos, originalmente provino de una reacción nuclear.
Por eso hay algo poético en esto, en mi opinión, al perfeccionar la fisión nuclear y usarla como fuente futura de energía innovadora.
Gracias amigos.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/taylor_wilson_my_radical_plan_for_small_nuclear_fission_reactors/