energía nuclear

La administración Biden se presentó en la cumbre climática global del mes pasado en Dubai con un nuevo plan radical para reemplazar el carbón y competir nuevamente con Rusia y China por una tecnología en la que los científicos estadounidenses fueron pioneros.

Estados Unidos lideró a casi dos docenas de otras naciones en una prometer triplicar suministro mundial de energía nuclear para 2050. Si bien la mayoría de los reactores que se construyen actualmente en otros países son modelos rusos, Estados Unidos promovió su pizarra en crecimiento de nuevas empresas de alta tecnología con diseños de reactores de vanguardia como una alternativa estadounidense a la colaboración con el Kremlin.

¿El gran problema con ese tono? Las pequeñas empresas de reactores nucleares de próxima generación, como la que respalda el multimillonario Bill Gates, están diseñadas para funcionar con un tipo de combustible de uranio potente pero raro, con un solo proveedor comercial en el mercado: el gobierno ruso.

El otoño pasado, una instalación en Ohio comenzó la primera del país producción nacional de lo que se llama uranio poco enriquecido de alto ensayo, o HALEU (pronunciado HENO–lavabo). Pero todavía es a pequeña escala.

Ahora la administración Biden está tratando de atraer más empresas al mercado.

El martes, el Departamento de Energía ofreció a las empresas privadas un mínimo de 2 millones de dólares cada una para comenzar a producir HALEU a nivel nacional, la segunda parte de un tramo de 500 millones de dólares federales para la producción de combustible nuclear de la ley de gasto climático del presidente Joe Biden, la Ley de Reducción de la Inflación. . La agencia anunció el primero para una parte separada del proceso de elaboración de HALEU en noviembre.

“Aumentar nuestro suministro interno de uranio no sólo hará avanzar la histórica agenda climática del presidente Biden”, dijo Ali Zaidi, asesor climático nacional de Biden, en una declaración, “sino que también aumentará la seguridad energética de Estados Unidos, creará empleos sindicales bien remunerados y fortalecerá nuestra economía”. competitividad”.

Las 93 máquinas de división de átomos que funcionan actualmente en las centrales eléctricas estadounidenses son reactores convencionales de agua ligera basados ​​en la tecnología comercializada por primera vez en la década de 1950 para aprovechar el tremendo calor liberado por las reacciones de fisión para hervir agua que produce vapor que hace girar turbinas para generar enormes volúmenes de electricidad ininterrumpida y sin emisiones de carbono.

Los reactores de agua ligera sólo se construyen para manejar combustible elaborado a partir de uranio enriquecido hasta un 5% mediante centrifugadoras de gas de alta velocidad en el inestable isótopo uranio-235 necesario para una reacción de fisión sostenida. Muchos de los reactores “avanzados” que ahora compiten por la aprobación regulatoria en Estados Unidos están diseñados para manejar combustible enriquecido hasta un 20%, lo que significa que la tecnología utiliza cuatro veces más energía por unidad de uranio que la variedad tradicional.

Si bien Estados Unidos y sus aliados impusieron sanciones sin precedentes a las empresas rusas de petróleo, gas y minería después de la invasión de Ucrania en 2022, la empresa estatal de Moscú Rosatom sigue inmune como la cuarta mayor fuente de importaciones de combustibles tradicionales para las empresas de servicios públicos estadounidenses.

Puede que eso no sea cierto para siempre. La Cámara de Representantes controlada por los republicanos el mes pasado legislación aprobada pidiendo a Estados Unidos que prohíba las importaciones de uranio ruso.

Estados Unidos solía producir la mayor parte del combustible de sus propios reactores. Como parte de la década de 1990, un acuerdo de la era Clinton alentó a la Rusia postsoviética en apuros a desmantelar sus armas nucleares; sin embargo, Estados Unidos acordó comprar cualquier combustible para reactores fabricado a partir de armas. El suministro barato de combustible ruso dejó fuera del negocio a los enriquecedores estadounidenses, y la última instalación cerró hace una década.

Los reactores existentes tienen alternativas a Rusia.

Canadá, Kazajstán y Australia (los tres principales proveedores de uranio de Estados Unidos, respectivamente) están buscando aumentar la minería. La empresa estatal francesa de uranio, Orano, anunció en octubre planes para aumentar la producción de combustible enriquecido en un 30%. Tres nuevas minas de uranio entró en producción en Arizona y Utah en los últimos meses.

Pero los reactores de próxima generación que necesitan HALEU sufren el clásico problema del huevo contra la gallina. ¿Quién puede invertir con confianza en la construcción de un reactor único en su tipo que necesita combustible ruso mientras Estados Unidos intercambia críticas con Moscú? ¿Quién puede invertir con confianza en enriquecer combustible para reactores que actualmente no existen y que ni siquiera tienen licencia en Estados Unidos?

El gobierno federal está brindando una respuesta a ambos al inyectar miles de millones para apuntalar reactores avanzados y la producción de combustible con la esperanza de que puedan avanzar simultáneamente a tiempo para el inicio proyectado del nuevo despliegue nuclear a principios de la década de 2030.

Pero Edward McGinnis, quien pasó 30 años trabajando en energía nuclear en el Departamento de Energía antes de convertirse en director ejecutivo de la startup de reciclaje de combustible Curio, dijo que la administración Biden está pasando por alto una fuente potencial vital de HALEU: desperdicios nucleares.

Las barras gastadas de bolitas de uranio que salen de los reactores tradicionales después de un ciclo de combustible de dos años todavía contienen hasta el 97% de su energía, razón por la cual el material permanece peligrosamente radiactivo durante tanto tiempo. Empresas como Curio quieren utilizar herramientas especiales para separar los diferentes isótopos radiactivos de los desechos nucleares, reduciendo drásticamente la cantidad de material tóxico que debe almacenarse a largo plazo y aumentando el suministro interno de combustible para reactores.

El reciclaje de desechos nucleares es un proceso complicado que el gobierno de Estados Unidos temió en la década de 1970 aumentaría el suministro de materiales radiactivos para armas, prohibiendo la apertura de la primera instalación del país. Francia, Rusia y Japón construyeron plantas para reprocesar combustible de uranio. Si bien Estados Unidos levantó su prohibición del reciclaje nuclear en 2005, ninguna empresa ha hecho todavía un intento serio de construir una nueva instalación.

La legislación IRA que proporcionó la nueva financiación para la producción de HALEU no incluía el reciclaje de residuos nucleares.

El carta borrador de la última solicitud de propuestas del Departamento de Energía para enriquecer HALEU establece en la página 8 que el uranio utilizado para fabricar el combustible “debe haber sido extraído y convertido, y no provenir de una fuente que haya sido reciclada o reprocesada”.

“Algunas personas no se dan cuenta cuando decimos que necesitamos apoyar a HALEU que el reciclaje puede ser una de las dos patas sólidas de nuestra futura capacidad de producción nacional de combustible nuclear”, dijo McGinnis por teléfono el martes.

El principal esfuerzo federal para financiar el reciclaje de desechos nucleares es el programa experimental ARPA-E del Departamento de Energía, que en 2022 otorgó 38 millones de dólares a empresas y laboratorios para investigación, incluidos 5 millones de dólares a Curio.

El representante Chuck Fleischmann (R-Tenn.), que preside el subcomité de asignaciones de agua y energía de la Cámara de Representantes, agregó $15 millones para reprocesar combustible de uranio en la última propuesta de presupuesto federal para ayudar a las empresas a avanzar más allá de la fase de investigación hacia la concesión de licencias y la ubicación de una planta real. .

McGinnis dijo que Estados Unidos ni siquiera ha considerado gastar esa cantidad de dinero en el reciclaje de desechos nucleares en al menos 15 años. Hizo un llamado al Senado y a la Casa Blanca para que defiendan la medida en las conversaciones presupuestarias.

“No sólo se está complementando la extracción tradicional de uranio, sino que, al extraerlo de nuestros llamados residuos nucleares, se está resolviendo en gran medida al mismo tiempo el problema de los residuos nucleares”, afirmó. “Es una situación en la que todos ganan”.