|
Plan de inventario de combustible del Reactor DBI
|
||
El torio que ocurre en la naturaleza es combustible nuclear fértil, no fisible: el isótopo 232Th abundante, dispuesto en la naturaleza, no puede mantener sólo una cadena de reacción nuclear para generar energía, pero puede transmutarse en un núclida fisible 233U al capturar neutrones de un proceso nuclear activo. El programa Reactor Torio de DBI entonces por eso empleará la implementación de dos etapas de la economía de combustible de sólo torio. Etapa 1 Pequeños reactores nucleares serán cargados por la mayor parte con torio y sólo la cantidad necesaria de uranio convencional de bajo enriquecimiento para empezar la reacción. La primer generación de reactores producirá fisible 233U en un promedio controlado que proveerá reactividad continúa por el resto de la vida de la planta—30 años o más—lo suficiente para sobrepasar la acumulación de venenos fisibles y el agotamiento de fisible 235U que ocurre durante ese tiempo. Simulaciones Monte-Carlo usando el código TART del Lawrence Livermore Laboratorio Nacional y el diferencial-finito de integración delantera en la evolución de nuclidas del programa de combustible Reactor Torio de DBI muestran que este reactor de primera generación puede funcionar por toda su vida operativa con la carga inicial de combustible de una sola vez, alcanzando niveles más altos de incineración que combustible convencional de uranio debido a aumentos de reactividad en el torio (ver figura abajo). DBI ha desarrollado un sistema para encapsular combustible patentado para permitir que el combustible se mantenga en uso por la vida entera del reactor, más allá de los 3-5 años de los revestimientos de combustible de reactores convencionales.Oprima Aquí Para Agrandar Imagen Como se demuestra en la figura anterior, llegando al final de la vida operacional de Reactor Torio de DBI de primera generación, la concentración promedia de producción de 233U en el combustible torio será de 2.0-2.5%, lo suficiente para empezar la nueva generación de Reactores Torio de DBI funcionando exclusivamente en el 233U producido y removido de los reactores de primera generación. De este punto en adelante, los Reactores Torio de DBI siguientes se llevarán los beneficios del ciclo completo de sólo torio, incluyendo más altos niveles de incineración de combustible, un gran reducimiento en el volumen de desechos, y simplificación en requisitos de monitoreo. Sin embargo, la primera generación del programa Reactor Torio de DBI competirá sumamente con tecnologías nucleares en existencia debido a sus requisitos de bajo combustible, simplificación en diseño mecánico, y características únicas en seguridad, bajo riesgo, y manejo de desechos. Etapa 2 El combustible 233U/232Th producido en todos los desechos nucleares de la primera generación de Reactores Torio de DBI puede rehusarse en los núcleos de segunda generación de Reactores Torio de DBI sin necesitar reprocesamiento químico. La pequeña cantidad de “desechos” convencionales continuará a proveer energía termal de valor económico por décadas. Paquetes de combustible 235U usados con concentraciones altas de productos fisibles y actinidas pesados serán colocados en la periferia del núcleo de combustible de segunda generación, donde continuará su interacción con neutrones del núcleo del reactor, alcanzando así niveles más altos de incineración y proveyendo energía termal adicional por décadas. Eventualmente los desechos se vitrificarán—encajonados completamente en vidrio—y enterrados con el Reactor Torio de DBI de segunda generación al ser desmantelado, después de 30 años o más. No va ser necesario esperar 30 años para desarrollar una industria nuclear alrededor de combustible de torio. Al transferir el combustible 233U acumulado en la primera generación de Reactores Torio de DBI a un Reactor Torio de DBI más grande de segunda generación en un programa acelerado, y usando una pequeña infusión adicional de combustible para reactor 235U convencional para ampliar la reactividad inicial, una industria de energía nuclear de torio en gran escala puede desarrollarse en dos décadas usando sólo una fracción del combustible nuclear 235U que sería necesario usar de otra manera, y produciendo sólo una fracción de los desechos radioactinidas de larga vida que resultarían en al ampliar una industria de energía nuclear convencional. |
