Uno de los mayores problemas que conlleva la instalación de centrales nucleares es averiguar qué hacer con los desechos nucleares. Si bien la ciencia detrás del almacenamiento de desechos radiactivos es sólida y segura, todavía existen riesgos y costos asociados con cada solución de almacenamiento. Y el sentimiento público en torno a los desechos nucleares ha frenado muchas plantas. Pero un grupo de científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) ha impreso en 3D un dispositivo llamado contactor centrífugo para reducir drásticamente la cantidad de desechos nucleares que deben almacenarse.
Los científicos de Argonne tienen piezas impresas en 3D que allanan el camino para reciclar hasta el 97 por ciento de los desechos producidos por los reactores nucleares.
Actualmente, alrededor del 95% del combustible nuclear se puede reciclar, dejando un 5% para almacenar. Ese método de reciclaje se inventó en la década de 1970 e implica separar los isótopos de actínidos radiactivos de los lantánidos, o metales de tierras raras que no son radiactivos. El nuevo contactor impreso en 3D eliminará otro 2% de los desechos al mejorar la eficiencia de esa separación. Puede que no parezca mucho, pero cuando se tiene en cuenta cómo se descomponen los materiales radiactivos, ese 2% es significativo.
En lugar de almacenar el cinco por ciento durante cientos de miles de años, el tres por ciento restante debe almacenarse a un máximo de unos mil años. En otras palabras, este paso adicional puede reducir la duración del almacenamiento casi mil veces. Andrew Breshears, químico nuclear de Argonne.
Recicle más material nuclear
Además, el combustible recuperado se puede utilizar en otro ciclo de generación de energía para proporcionar más electricidad. Hace unos años, se desarrolló una técnica llamada Proceso de separación de actínidos lantánidos (ALSEP) para reciclar ese 2% adicional, pero solo se podía hacer en un laboratorio a pequeña escala. El equipo de Argonne amplió el proceso rediseñándolo en torno a los contactores centrífugos utilizados para separar los productos químicos. Al imprimir en 3D varios contactores y ensamblarlos, podrían separar muchos más actínidos de los lantánidos.
«Esto cierra la brecha entre la separación de los elementos a escala de laboratorio y a escala industrial», agregó Breshears. En su prueba de 36 pasos, los científicos eliminaron el 99,9% de los actínidos de los lantánidos. El uso de la impresión 3D también les permitió diseñar un proceso más seguro ya que la geometría de sus contactores dificulta que los materiales radiactivos salgan del sistema.
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