Evaluación de seguridad impecable en reactores nucleares de refrigeración por líquido
Una de las defensas más sólidas del uso de reactores rápidos es su seguridad, pues sacan el máximo provecho a la enorme conductividad térmica del metal líquido que emplean como refrigerante. En teoría, un reactor rápido refrigerado por metal líquido puede detenerse por sí mismo sin superar las cotas de temperatura. Pero para diseñar reactores que puedan utilizase con metales líquidos es necesario conocer al detalle las características hidrotérmicas, precisamente la función del proyecto financiado con fondos europeos SESAME (thermal hydraulics Simulations and Experiments for the Safety Assessment of MEtal cooled reactors). El proyecto trabajó con tecnologías de reactor rápido refrigerado por plomo (LFR, por sus siglas en inglés) y de reactor rápido refrigerado por sodio (SFR, por sus siglas en inglés), dos de las tecnologías nucleares más prometedoras para la nueva generación de reactores según el Foro Internacional de Reactores de Cuarta Generación (GIF, por sus siglas en inglés). Tal y como señala el doctor Mariano Tarantino, coordinador del proyecto: «Nuestro objetivo fue aumentar la seguridad de los reactores rápidos de metal líquido mediante la obtención de resultados experimentales sobre seguridad y mejoras en los métodos matemáticos. De este modo los diseñadores de sistemas podrán mejorar los equipos de seguridad relevantes y así elevar la cultura y los estándares de seguridad». El equipo del proyecto trabajó con cuatro demostradores europeos, a saber, ASTRID (prototipo industrial destinado a la confirmación de opciones de innovación para la tecnología SFR), ALFRED (demostrador LFR en Rumanía), MYRRHA (instalación multiusos de irradiación rápida del espectro neutrónico y futura planta piloto experimental de la tecnología de plomo en Bélgica) y SEALER (un pequeño reactor sueco pequeño refrigerado por plomo diseñado para la generación comercial de electricidad en Canadá). En concreto, se trabajó para abordar los retos prenormativos y de seguridad fundamental con los que se han topado estos demostradores. SESAME ofreció varios métodos matemáticos para el diseño y la evaluación de la seguridad de estos reactores avanzados. Su labor generó un conocimiento más detallado de la turbulencia en elementos combustibles, los fenómenos de fluctuación de la temperatura y mezclado que se producen en el interior de una piscina del reactor mediante una base de datos de las propiedades y modelos de flujo de calor turbulento avanzados. El proyecto contempló varias situaciones hidrotérmicas para el núcleo del reactor, donde se calculan las temperaturas más elevadas; validó métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) bajo distintas circunstancias; diseñó una instalación destinada a experimentos de convención y solidificación natural del plomo en una geometría de piscina; y evaluó el rendimiento hidrotérmico de una instalación de piscina LBE durante un accidente de pérdida de caudal protegido (PLOFA, por sus siglas en inglés). Recomendaciones precisas y un manual Otro resultado importante del proyecto guarda relación con un conjunto de directrices entre las que se incluyen recomendaciones de verificación, validación y cuantificación de incertidumbre sobre el empleo de herramientas matemáticas en metales líquidos. «Además, se han recopilado los principales resultados del proyecto SESAME y se han publicado un manual en el que además se incluyen opiniones y perspectivas a escala internacional. Este libro servirá como punto de partida ideal para jóvenes profesionales y estudiantes dedicados a este ámbito en concreto», afirma el doctor Tarantino. SESAME ofrece así una base de conocimientos necesaria para la construcción de reactores rápidos refrigerados por metal líquido y ayudan a los organismos normativos y las organizaciones de apoyo técnico europeas a desempeñar su labor. Los nuevos datos experimentales y los métodos de simulación avanzados creados en el proyecto impulsarán la interacción entre las partes interesadas y la sociedad civil en materia de seguridad de reactores nucleares, y la base de conocimientos ofrecerá a la Unión Europea y sus Estados miembros la posibilidad de redactar y aplicar políticas de seguridad sólidas.
Palabras clave
SESAME, evaluación de seguridad, nuclear, refrigeración por líquido, producción de energía, evaluación, directrices, reactor rápido, metal líquido
