Rubbiatron

Un rubbiatron es un tipo de reactor nuclear subcrítico en el que se utiliza la energía cinética de las partículas cargadas para mantener la reacción.

Esto produce suficiente energía para suministrar una ganancia de energía a un acelerador de partículas .

Historia

El concepto de Rubbiatron se atribuye a Carlo Rubbia , físico nuclear , premio Nobel de física y ex director del CERN . Su propuesta de 1993 se basa en un sincrotrón que aceleraría protones entre 800 MeV y 1 GeV , y un objetivo de torio enfriado con plomo .

Este tipo de reactor, incluido el reactor híbrido impulsado por acelerador (ADS), no se incluyó entre los conceptos del Foro Generación IV , pero algunos opinan que "su capacidad para transmutar los residuos nucleares ( actínidos menores , ...) en un de manera controlada (...) sugiere que también es útil presentar esta tecnología innovadora en la gestión de residuos nucleares de vida media y larga ” .

Ventajas

Comparado con un reactor convencional, el Rubbiatron tendría las siguientes ventajas:

el diseño “subcrítico” excluye cualquier riesgo de excursión de criticidad. En caso de accidente, la reacción se detiene por sí sola y el reactor se enfría. Sin embargo, teóricamente es posible que el reactor se derrita si se pierde el refrigerante. El riesgo terrorista es insignificante con este buen parámetro.
el torio es cuatro veces más abundante que el uranio , lo que elimina los problemas políticos y estratégicos relacionados con el suministro y el costo de la separación de isótopos. Al ritmo actual de consumo, las reservas mundiales de torio son suficientes para varios milenios de explotación ;
el torio está muy extendido y bien distribuido en la Tierra. No hay riesgo de conflicto para este recurso.
el Rubbiatron produce muy poco plutonio , lo que reduce los riesgos de proliferación nuclear (sin embargo, debe considerarse la posibilidad de utilizar uranio 233 en armas o como metal pesado);
el concepto permite el uso de plutonio como “combustible” para el reactor, lo que permitiría reducir sus reservas;
Los productos de desintegración tienen vidas medias más cortas que las de los productos de reactores convencionales. Los desechos de un Rubbiatron se reducen durante 500 años al nivel de radiactividad de las cenizas de carbón (que pueden ser ligeramente radiactivas en el caso de los carbones que contienen uranio de forma natural);
los residuos muy peligrosos existentes pueden destruirse allí;
el concepto científico ya ha sido validado en el laboratorio. El Rubbiatron se encuentra en la etapa de desarrollo de ingeniería, a diferencia de la fusión, que todavía requiere una investigación teórica fundamental;
incluso contando los costos de desmantelamiento de la planta y el ciclo del combustible, el Rubbiatron es más económico que los diseños convencionales;
se puede construir un pequeño Rubbiatron, lo que lo convierte en un sistema más adecuado para países con redes eléctricas poco desarrolladas;
la seguridad del sistema de combustible y el transporte lo convierten en una tecnología adecuada para los países en desarrollo y las zonas densamente pobladas;
Los sincrotrones lo suficientemente potentes para un Rubbiatron ya se utilizan en todo el mundo.

Desventajas

el sistema es técnicamente complejo;
cada reactor requiere su propio sincrotrón, que es caro.

Principios y viabilidad

El Rubbiatron utiliza un acelerador de sincrotrón para producir un haz de protones de alta energía. Estos dividen su energía por espalación en múltiples fragmentos, que incluyen una gran cantidad de neutrones. Es posible utilizar un "amplificador de neutrones" para aumentar el flujo de neutrones (una película delgada de material fisible alrededor de la fuente).

Existen estudios sobre la amplificación de neutrones en reactores tipo CANDU . El tipo CANDU es demasiado crítico, pero la mayoría de los conceptos se pueden aplicar a reactores subcríticos: los núcleos de torio absorben neutrones y se desintegran en uranio-233 , un isótopo fisible que no existe en la naturaleza; los neutrones moderados provocan la fisión del uranio 233, que produce energía.

enlaces externos

(es) Explicaciones detalladas, coescritas por Rubbia (pdf disponible en el servidor de documentos del CERN)
Tecnologías nucleares emergentes: el ejemplo del amplificador de energía de Carlo Rubbia , Christoph Pistner, Red internacional de ingenieros y científicos contra la proliferación
In memoriam: Amplificador de energía nuclear de Carlo Rubbia (1993 ─ 2003) André Gsponer, crítico severo del proyecto

Bibliografía

(es) Optimización mediante simulación del acoplamiento entre un reactor subcrítico y su fuente de espalación. Aplicación a demostrador , tesis doctoral,26 de octubre de 2001. [PDF]

Referencias

Asamblea Nacional y Senado, OPECST, Informe de evaluación del Plan Nacional de Gestión de Materiales y Residuos Radiactivos 2010-2012 (19 de enero de 2011), ponentes: Christian Bataille y Claude Birraux , PDF, 347 páginas; Consulte la página 122 de 347 de la versión PDF del informe.
[1]
canteach.candu.org [PDF]