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Autor Tema: Torio, el nuevo combustible nuclear que salvará al mundo  (Leído 1015 veces)

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Torio, el nuevo combustible nuclear que salvará al mundo
« en: Agosto 11, 2011, 04:13:24 pm »
http://energiaslibres.wordpress.com/2011/07/10/torio-el-nuevo-combustible-nuclear-que-salvara-al-mundo/

TORIO EL NUEVO COMBUSTIBLE NUCLEAR QUE SALVARA AL MUNDO
Publicado el 10 julio, 2011 por CienciayEspiritu


Imagine un reactor seguro, limpio, nuclear que utiliza un combustible que es muy abundante, produce sólo pequeñas cantidades de residuos radiactivos y es casi imposible de adaptarse para la fabricación de armas. Suena demasiado bueno para ser verdad, pero esto no es ciencia ficción. Esto es lo que hay en la tienda si aprovechamos el poder de un metal plateado que se encuentran en arenas de los rí­os, suelos y rocas de granito en todo el mundo: el torio.

Una tonelada de torio puede producir tanta energí­a como 200 toneladas de uranio o, con 3,5 millones de toneladas de carbón, y los depósitos de torio que ya han sido identificados proverí­an de energí­a al mundo entero por lo menos 10.000 años.

A diferencia del uranio, es fácil y barato para refinar, y es mucho menos tóxico. Felizmente, se produce energí­a sin producir dióxido de carbono: para una economí­a que funcionara con energí­a de torio no tendrá prácticamente ninguna huella de carbono.

Mejor aún, un reactor de torio serí­a incapaz de tener una crisis, y generará sólo el 0,6 por ciento de los residuos radiactivos de una central nuclear convencional. Incluso se podrí­a adaptar para “quemar” los residuos existentes, el uranio almacenado en su núcleo, por lo tanto reduciendo enormemente su vida media de radioactividad y toxicidad.

Desde el terremoto y el tsunami del japoníés, y los consiguientes colapsos y fugas radiactivas de la central de Fukushima I, el futuro de la energí­a nuclear a nivel mundial ha sido puesta en duda: Alemania ha anunciado que todas sus plantas se cerrarán. Torio ofrece la posibilidad de revivir una industria moribunda – de forma mucho menos peligrosa.

“Si nos dan los recursos necesarios para hacer la investigación y desarrollo, podemos hacer que esto suceda,” dice el profesor Bob Cywinski de la Universidad de Huddersfield.

“Lo que es más, lo podemos hacer aquí­ en Gran Bretaña, donde ahora mismo estamos a la vanguardia de esta tecnologí­a. Si estamos dispuestos a hacer las inversiones necesarias, no sólo va a dar un nuevo impulso a nuestra industria nuclear, sino explotar un lucrativo mercado de exportación que tendrá un valor de muchos miles de millones de libras, creando miles de puestos de trabajo. ”

La buena noticia es que, gracias a la financiación de los Consejos de Investigación del Reino Unido para la tecnologí­a básica del programa, hemos dado el primer paso, fundamental para hacer este sueño una realidad – la construcción máquinas de última generación con una muy alta tecnologí­a, con un nombre sorprendente ordinario : Emma.

Daresbury, el parque cientí­fico donde Emma vive en un edificio grande, desnudo, con sólidos muros de hormigón de más de dos metros de espesor, no es especialmente escíénico – lo que es pasado por alto por una central elíéctrica y se encuentra en la pantanosa llanura de Cheshire entre Runcorn y Warrington, en el la cabeza del estuario del Mersey.

En el interior del complejo, es difí­cil hablar, por las bombas de vací­o criogíénicos que mantienen a las entrañas de la amiga de Alicia Emma enfriado a -271 ° C son muy ruidosos. Sin embargo, Emma – el modelo de electrones de muchas aplicaciones – Es un objeto de belleza cientí­fica, un anillo de brillantes de color azul metálico y rojo erizado de cables e imanes planos, octogonal cuadrupolo (imanes dispuestos en grupos de cuatro).

A un lado de su anillo, que sobresale en un ángulo de 65 grados, se encuentra un tubo con un imán especial que permite que las partí­culas se inyecten – lo que los cientí­ficos llaman un “tabique”. Está conectado a Alicia, un equipo diferente que genera un haz de electrones: pensar en ella como el disparador de resorte que tiras de íél para iniciar un juego de pinball.

Una vez inyectado a travíés del tabique en Emma, los electrones viajan alrededor del anillo en un tubo de rayo de acero inoxidable, 4 cm de ancho y 18 metros de circunferencia. Gracias a las cavidades de radiofrecuencia, que aceleran la viga, y los imanes cuadrupolo, que el foco, la energí­a de los electrones aumenta con rapidez, hasta que se acercan a la velocidad de la luz.

Conectados a Emma son los numerosos los sistemas de control electrónico y los motores a control remoto para fijar la posición de los imanes de forma exacta. En última instancia, todo está conectado a la computadora de consolas en la sala de control de la puerta siguiente.

Por encima de ellos es un estante de madera en bruto. En ella hay una larga fila de botellas de champán – cada una abierta para brindar uno de los muchos hitos tecnológicos en la historia de cuatro años de Emma, de la mesa de dibujo a la funcionalidad.

Un diagrama muestra cómo los electrones se alimentan de Alice con Emma, que les acelera y luego los descarga por un tubo para el diagnóstico de análisis. “La mayorí­a de la recepción fue lo último, a finales del año pasado”, dice Neil Bliss, gerente del proyecto y el ingeniero jefe de Emma. “Tení­amos todo conectado, y por fin llegó el momento: era el momento de su interruptor de encendido. Lo estábamos esperando para tomar semanas. Pero despuíés de sólo cuatro dí­as, todos los sistemas funcionaban correctamente: el inyector de la viga, el diagnóstico, el poder.

“Fue entonces cuando supimos que Emma trabajó. Hemos conocido en la teorí­a de que podrí­a construir algo como esto por años. Sin embargo, se toma las habilidades de clase mundial aquí­ en esta práctica para que esto ocurra. ”

Emma es un acelerador de partí­culas, la primera de un tipo totalmente nuevo. Desde las máquinas que se construyeron casi 80 años atrás, los aceleradores – dispositivos que impulsan los haces de electrones, protones u otras partí­culas a altas velocidades – han jugado un papel fundamental en la fí­sica experimental, la apertura de nuevas ideas sobre los orí­genes del universo y la naturaleza de la materia.

Pero la mayorí­a son grandes y caros. El más conocido y es el más grande de todos el Gran Colisionador de Hadrones operado por el CERN en Suiza, un anillo subterráneo de 17 millas de circunferencia, que costó miles de millones para construir.

Emma es diferente. Es el primer “no-ampliación, de campo fijo, alternando de gradiente (NS-FFAG) acelerador. En tíérminos simples, dice Bliss, esto significa que es una maquina de “bolsillo”, el prototipo de una nueva generación de aceleradores que van a ser significativamente más pequeños y más baratos que sus predecesores.

Y este es un significado especial de Emma. Hacer accesibles los aceleradores de partí­culas significa que podrí­a ser construido y utilizado en situaciones prácticas y cotidianas – tales como las centrales de torio. La clave para la energí­a torio es probable que sea el desarrollo de máquinas de “bolsillo”- precisamente el tipo de acelerador que se ve y se comporta como Emma.

Aunque las plantas de energí­a nuclear siempre han derivado de electricidad a partir de uranio enriquecido o el plutonio, el potencial del torio como combustible nuclear ha sido durante mucho tiempo conocido. Un prototipo de reactor pequeño – construido en lí­neas muy diferente a lo que ahora se prevíé – en realidad fue construido en los Estados Unidos en los años sesenta. En ese entonces, sin embargo, a la altura de la Guerra Frí­a, hubo poco interíés oficial para la consecución de la tecnologí­a. La razón era que un reactor de torio es efectivamente inútil para producir material para armas.

‘El torio tiene ventajas evidentes para muchos que usted tiene que preguntarse por quíé el mundo se fue con el uranio “, dice el Dr. Bill Nuttall, experto en energí­a, tecnologí­a en la Universidad de Cambridge juez Escuela de Negocios.

“La respuesta es que la inversión en el ejíército y la inversión en energí­a nuclear civil, siempre estuvieron estrechamente vinculados. De hecho, los adultos, “agua ligera” reactores utilizados actualmente (por ejemplo, en Suffolk Sizewell B) son descendientes directos de los sistemas utilizados para submarinos del poder naval.

Cywinski y Nuttall son miembros de ThorEA, el torio Amplificador de Energí­a Association, una coalición de expertos de varias universidades británicas e institutos de investigación. El tipo de planta torio que quieren construir en la práctica “resistente a la proliferación”. Cywinski dice: “Simplemente no producir material que podrí­a utilizarse para producir armas de destrucción masiva. Que felizmente se puede vender a Irán o Corea del Norte. ”

Tambiíén, como se ha mencionado, es incapaz de sufrir una crisis de al estilo de Chernobyl, como un reactor de torio serí­a “subcrí­tico. No habrí­a “masa crí­tica” de material inestable, radiactiva que pueda producir una reacción en cadena si sus mecanismos de control.

De hecho, dejado a su suerte, no pasarí­a nada de forma espontánea en un reactor de torio en absoluto. Los átomos de torio sólo empiezan a sufrir fisionable reacciones nucleares y por lo tanto para liberar su energí­a cuando son bombardeados con neutrones, y estos tendrí­an que ser suministrado por una fuente externa – en última instancia, un acelerador.

“Esto significa que el margen de seguridad es mucho mayor que con una planta convencional”, dice Cywinski. “Si el acelerador no funciona, todo lo que va a pasar es que la reacción va a disminuir. Para detener el reactor, lo único que tendrí­a que hacer es apagar el acelerador.

Y si es golpeada por un terremoto, añade, incluso uno tan poderoso como el que naufragó Fukushima, una planta de torio serí­a “intrí­nsecamente seguras”. ”No habrí­a alguna radiactividad residual por calentamiento del núcleo, pero sostenido la fisión nuclear sólo se detendrí­a. Todo lo que se enfrí­e más rápido. Usted no estarí­a a la izquierda con potencial catástrofe, pero sí­ un montón de metal fundido y óxidos metálicos.

Este tipo de planta – conocido como el amplificador de energí­a por el ganador del Premio Nobel fí­sico Carlo Rubbia en 1993, cuando patentó el diseño básico – que no serí­a sencillo. Debido a que los neutrones no llevan carga elíéctrica, los imanes en un acelerador de partí­culas no tienen ningún efecto sobre ellos.

Por lo tanto, la manera de generar los neutrones necesarios para desencadenar las reacciones nucleares en torio serí­a construir una “fuente de espalación en el centro del núcleo del reactor. Se trata de una sustancia – plomo fundido, por ejemplo – que produce neutrones al disparar un haz de protones en íél. Que la viga, a su vez, provienen de un acelerador de partí­culas.



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Re: Torio, el nuevo combustible nuclear que salvará al mundo
« Respuesta #1 en: Agosto 11, 2011, 04:14:38 pm »
Ajuste imanes de la máquina

“De hecho”, dice Cywinski, ‘usted probablemente necesitará dos o preferiblemente tres aceleradores para cada planta. Una de las razones es que cada acelerador que necesitan un mantenimiento regular.

“Usted no sólo puede encender y esperar que funcionen de forma continua durante diez años.” Por otra parte, si uno no, habrí­a que tener una copia de seguridad, de lo contrario, el reactor se someten a ciclos potencialmente dañinos de refrigeración y calefacción, que en gran medida acortan su vida.

En teorí­a, podrí­a generar su haces de protones con un tipo de acelerador bien establecidas, tal vez un sincrotrón como el colisionador gigante en el CERN. Pero el costo de tres sincrotrones capaz de disparar rayos grande y suficiente energí­a para su uso en una central elíéctrica se mide en los miles de millones. Por lo tanto significado de Emma.

El año pasado, ThorEA publicó un informe, Hacia una futura alternativa nuclear, que llegó a la conclusión deberí­a ser posible para construir la primera planta de energí­a de 600 MW alimentada por torio con tres aceleradores adjunta NS-FFAG ‘de bolsillo’ dentro de los 15 años, a un costo de cerca de £ 2 mil millones – lo que es altamente competitivo en relación con los combustibles fósiles convencionales o alternativas nuclear.

Gran Bretaña se enfrenta a una escasez inminente y potencialmente desastrosa en la generación de electricidad, las centrales elíéctricas de todo tipo llegan al final de su vida. Con de gas, de petróleo carbón y el precio sigue aumentando.

Lord Drayson, quien fue ministro de la ciencia en el gobierno pasado, abrazó el concepto torio con entusiasmo, y era su interíés que el origen del informe ThorEA.

Pero aunque el gobierno de coalición sigue derramando subvenciones por valor de muchos millones de libras en energí­a eólica, que, como Live reveló a principios de este año, produce en el mejor de la energí­a intermitente con potencial de los costos ambientales, hasta el momento ha decidido no hacer nada acerca de torio, excepto para mantener una “observación breve.

La razón es que una revisión del año pasado por el Jefe Asesor Cientí­fico del Gobierno, Sir John Beddington, llegó a la conclusión de que la investigación torio no debe ser una prioridad, como “desarrollo de la tecnologí­a apropiada parece ser de alguna manera en el futuro”.

Esto podrí­a ser descrito como un argumento deprimente circular: si los cientí­ficos no están financiados a proseguir la investigación y el desarrollo, la tecnologí­a de hecho se mantendrá en el futuro. Mientras tanto, las razones para la evaluación pesimista de Sir John parece desconcertante.

En una carta a Cywinski, admitió la ciencia detrás de los reactores de torio fue “bien fundamentado”, y dijo que la razón principal por la que no podí­a recomendar el apoyo del gobierno se debió a que nunca habí­a sido la investigación sobre la manera de volver a procesar combustible de torio ‘a escala industrial ” .

Pero esto, dice Cywinski, perdido totalmente el punto: no sólo las plantas torio producen muchos menos residuos, pero su combustible – que sólo tendrí­a que ser renovado cada diez años, en comparación con 18 meses en un reactor nuclear convencional – no deben ser objeto de tratamiento.

“Este es un ciclo de combustible de una sola vez,” dice Cywinski. “Es otra de las atracciones de torio.

La sala de control
Su construcción aún no ha sido financiado, pero el siguiente hito crucial en el camino al poder torio, un protón poderoso acelerador NS-FFAG, no es meramente teórica alguna posibilidad remota. El mismo grupo de cientí­ficos que diseñó y construyó Emma ya vienen con planes detallados para su sucesora, Pamela, el acelerador de partí­culas para aplicaciones míédicas. Como su nombre lo indica, Pamela tendrí­a un uso práctico inmediato en un campo distante de la de generación de energí­a: el tratamiento del cáncer.

En un puñado de hospitales privados en todo el mundo, la radioterapia de protones – utilizando un haz de protones en vez de rayos X – ya está teniendo lugar. Su valor es ampliamente reconocido: haces de protones puede ser mucho más precisa centrará en las partes enfermas de órganos, y causar mucho menos daño al tejido circundante. Pero en Gran Bretaña, sólo hay un centro de terapia de protones, en Clatterbridge en Merseyside, y el rayo de su acelerador de pequeña, relativamente díébil no puede penetrar hasta el interior del cuerpo, por lo que sólo puede ser utilizado para el tratamiento de tumores del ojo.

Pamela serí­a mucho más versátil. La unidad utilizada para medir la energí­a producida en un acelerador es el electrón-voltio, o eV. Emma opera en alrededor de 20 MeV (20 millones de electronvoltios), la máquina Clatterbridge a los 62 MeV. Pamela, por su parte, despedirí­a a protones de 400 MeV.

En ese nivel, podrí­a ser utilizada para tratar una amplia variedad de tumores que o bien no son sensibles a la radioterapia de rayos X en todo, como el cáncer de profundidad en el cerebro, o son notoriamente difí­ciles de tratar, como el de próstata y cáncer de pulmón .


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Re: Torio, el nuevo combustible nuclear que salvará al mundo
« Respuesta #2 en: Agosto 11, 2011, 04:15:47 pm »
El diseño NS-FFAG tambiíén significa que su haz se entrega de forma continua, en lugar de los impulsos breves emitidos por los aceleradores mucho más caro actualmente en uso. No sólo el costo, pero la duración del tratamiento de un paciente por lo tanto se reducirí­a.
Mientras tanto, un acelerador de 400 MeV llevarí­a a los cientí­ficos una gran parte de la distancia hacia el 1 GeV (mil millones de electronvoltios) haz necesaria para alimentar un reactor de torio. “Si podemos construir Pamela, tendremos que hacer el trabajo pesado”, dice Cywinski. “En tíérminos de investigación y desarrollo, estarí­amos casi allí­.”

Así­ es Pamela una quimera, una apuesta cara que no puede justificarse en un momento de austeridad? No, según el profesor Ken melocotón, de la Universidad de Oxford de partí­culas de Terapia del Cáncer del Instituto de Investigación.

“Soy optimista de que podemos construir una máquina que supera los problemas tíécnicos y que se aplique para la terapia contra el cáncer de inmediato”, dice. “Creo que Pamela se puede construir por un costo total de £ 10-15 millones de euros, y que tomarí­a unos cinco años. Y eso serí­a un paso crucial hacia una central elíéctrica de torio. No serí­a barato. Sin embargo, serí­a altamente competitivo. ”

El informe ThorEA sugiere que una vez que Pamela y despuíés de protones NS-FFAGs están en marcha, la mayor parte de los costes adicionales de desarrollo de la energí­a torio pueden ser atendidas desde el sector privado. La empresa de ingenierí­a noruego Aker Solutions ya está trabajando con Carlo Rubbia en el desarrollo de posibles diseños del reactor.

Mientras tanto, como melocotón, dice, los cientí­ficos británicos responsables de la construcción de Emma, ??el diseño de Pamela y la redacción del informe ThorEA han publicado sus ideas. “Todo es por ahí­ ahora, en el dominio público.

Ahora que Emma ha demostrado que puede hacer un acelerador NS-FFAG y recibe un rayo, creo que hay una verdadera oportunidad aquí­ en el Reino Unido para obtener una ventaja tecnológica importante. Pero si no ponemos el dinero, alguien más lo hará. ”

Ya, los cientí­ficos belgas, respaldada por más de £ 300 millones de fondos del gobierno, están desarrollando un reactor de torio dirigido principalmente a desactivar los residuos nucleares de edad. Sus colegas en China e India – que tiene abundantes depósitos de torio – está tomando un gran interíés.

Posiblemente porque sigue siendo un poderoso interíés personal en la industria de los «antiguos» nucleares de uranio, este compromiso no ha sido igualado por el Gobierno del Reino Unido. Pero de acuerdo con Cywinski, “no debemos preguntar si podemos darnos el lujo de invertir en esta tecnologí­a. Debemos preguntarnos si podemos permitirnos no hacerlo. ” Como el petróleo y el gas, el uranio es un recurso finito, y su costo se eleva ya. Algunos economistas estiman que a mediados del siglo, será prohibitivo.


De vuelta en Daresbury, Neil Bliss está orgullosamente al lado de Emma.

“En el Reino Unido, lo importante para mí­ es que usamos las habilidades que tienen que permanecer a la vanguardia. Yo simplemente no quiero haber pasado los últimos cuatro años de mi vida en este edificio y que no se ve la siguiente etapa suceder. No sólo serí­a un desperdicio – serí­a una tragedia que podrí­a terminar costando miles de millones de este paí­s.

FUENTE: Daily Mail
Recogido de: http://universitam.com/
« Última modificación: Agosto 11, 2011, 04:17:03 pm por Scientia »