Reactor de sal fundida

Esquema del reactor de sal fundida.

Un Reactor de Sal Fundida (RSF, o como sus siglas en inglés, MSR: Molten Salt Reactor) es un tipo de reactor nuclear de fisión en el cual el principal refrigerante, o incluso el combustible mismo es una mezcla de sal fundida. Los RSF funcionan a mayores temperaturas que los reactores enfriados por agua para lograr una elevada eficiencia termodinámica manteniendo una baja presión de vapor.

La habilidad de operar a presiones cercanas a la atmosférica reducen el estrés mecánico soportado por el sistema, de esa manera simplificando el diseño del reactor y mejorando su seguridad. El combustible nuclear puede estar formado por barras sólidas o ser disuelto dentro del refrigerante.

En la mayoría de los diseños el combustible nuclear es disuelto en el refrigerante de sal fundida de fluoruro como tetrafluoruro de uranio (UF4). El fluido se vuelve crítico en un centro de grafito que sirve como moderador. Los reactores de fluido combustible tienen problemas de seguridad significativamente diferentes comparado con diseños de combustible sólido.[1]

Investigaciones más recientes se han centrado en las ventajas prácticas de un ciclo de refrigeración de alta temperatura y baja presión. Muchos diseños modernos dependen de combustible cerámico dispersado en una matriz de grafito, con la sal fundida otorgando la baja presión y alta temperatura de refrigeración. Las sales son mucho más eficientes para eliminar el calor del núcleo, reduciendo la necesidad de bombeo, tuberías, y disminuyendo el tamaño del núcleo de acuerdo a los componentes de menor escala.

Hacia 1960 estaba clara la visión de una familia de reactores de sal fundida. La factibilidad técnica parecía estar en un sólido terreno – mediante una combinación compatible de sal, grafito y materiales de contención – pero se precisaba un reactor para demostrar esta tecnología. Este fue el objeto del «experimento de reactor de sal fundida» (MSRE en sus iniciales en inglés): demostrar que algunas de las características clave de de los propuestos reactores de energía de sal fundida podían ser incorporadas en un reactor práctico que pudiera ser operado con seguridad y fiabilidad y que pudiese ser mantenido sin excesivas dificultades. Para simplificarlo debía de ser aceptablemente pequeño, un reactor de un fluido que funcionase a 10 MW(t) o menos, con dispersión del calor en el aire, a través de una sal secundaria.

Descripción

El vaso del reactor medía 5 pies de diámetro. El combustible era LiF-BeF2-ZrF4-UF4 (64-30-5-1 moléculas %), la sal secundaria era LiF-BeF2 (66-34 moléculas %), el moderador era grafito de clase CGB, y todas las otras partes en contacto con la sal eran de la aleación Hastelloy-N. El cuenco de la bomba de combustible era el espacio de agitación para el circuito de circulación, en donde alrededor de 50 gpm de combustible eran rociadas en el espacio del gas para permitir que el xenón y el kriptón escapasen de la sal. También el cuenco de la bomba estaba situada la toma a través de la cual se podían retirar muestras de la sal o se podían introducir cápsulas de sal enriquecida de combustible concentrada (UF4-LiF o PuF3). El sistema de combustible estaba situado en celdas selladas, cuyo mantenimiento se realizaba mediante herramientas de manejo a distancia a través de aberturas en el techo del escudo. Para fluidificar el combustible que circulaba por el sistema, antes y después de las labores de mantenimiento, se utilizaba un tanque de sal de LiF-BeF2. En una celda adyacente al reactor se encontraba una sencilla instalación para insuflar gas a través del combustible o para fluidificar la sal: H2-HF para retirar el óxido, F2 para retirar el uranio como UF6.

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