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#239marzo 2021

Los pasos de la gran ciencia

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Dos complejos proyectos de gran ciencia de Rusia han avanzado en su implementación. El 8 de febrero tuvo lugar la tan esperada puesta en marcha eléctrica del reactor de investigación PIK. El 10 de febrero, Rostekhnadzor emitió una licencia para la construcción de una unidad de potencia piloto de demostración con un reactor reproductor rápido BREST-OD-300. Ambos proyectos son únicos de su tipo.

PIK

La abreviatura PIK significa «cuerpo de investigación de haces». La función principal del PIK es ser una fuente de haces de neutrones de alta intensidad.

La radiación de neutrones es una herramienta versátil para la investigación en diversas disciplinas: biología, medicina, ciencia de materiales, arqueología, etc. El método de dispersión de neutrones proporciona información detallada sobre las propiedades de micro y nanosistemas. El uso de neutrones fríos, es decir, neutrones de muy baja energía, dispersión de ángulo pequeño y reflectometría, ayuda a comprender mejor la física de los polímeros, las nanodispersiones y otras estructuras desordenadas de períodos prolongados.

El reactor tiene una larga y complicada historia. Comenzó a construirse a principios de la década de los 70’ durante el apogeo de la tecnología nuclear en la URSS. En 1986 el PIK se construyó casi al 70%, pero después del accidente en la planta de energía nuclear de Chernobyl se tuvieron que cambiar los sistemas tecnológicos, se instalaron sistemas de seguridad adicionales y se construyeron nuevos edificios y estructuras. Como resultado, el reactor se puso en marcha energética el 8 de febrero de 2021.

Hoy este es el éxito que fue logrado de todos: el éxito de la comunidad académica en general, es el éxito de Rosatom y por supuesto del Instituto Kurchatov. Fue logrado sólo gracias a nuestro trabajo constructivo y firme en conjunto con el cual logramos alcanzar el nivel actual”, dijo durante la ceremonia Mikhail Kovalchuk, presidente del Instituto Kurchatov donde se encuentra PIK.

PIK es un proyecto internacional en el cual participaron los científicos alemanes y una parte de los equipos provino de Alemania. El Instituto Kurchatov coopera con los investigadores extranjeros. “Hace apenas dos días firmamos un acuerdo con nuestros colegas bielorrusos … se prevé la participación de la parte bielorrusa en los trabajos que se llevan a cabo en el reactor PIK”, señaló Mikhail Kovalchuk. Según él, varios representantes de distintos países demostraron interés en la cooperación.

En Rusia continúan los lanzamientos de reactores de investigación. “Hay actividades en Dubna. En el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear y en Dimitrovgrad estamos implementando el proyecto MBIR, un reactor rápido de investigación multipropósito. De esta manera, teniendo en cuenta estas instalaciones, a mediados de la década de los 20’ vamos a satisfacer toda la demanda mundial de investigaciones de neutrones. Esto es importante tanto desde el punto de vista de la ciencia fundamental como desde el punto de vista del desarrollo de la energía nuclear y la transición a la cuarta generación”, dijo el director general de Rosatom Alexey Likhachev.

Se espera que PIK alcance su capacidad máxima en 2022.

BREST

El BREST-OD-300 es el «Reactor Rápido con refrigerante de plomo». Su capacidad eléctrica es de 300 MW. El diseño del reactor es una composición integral, ya que los generadores de vapor se colocan en una carcasa multicapa de metal y hormigón dentro del bloque del reactor.

El uso de un refrigerante de plomo con un punto de ebullición alto (aproximadamente 1700 ℃), combustible mononitruro denso con un punto de fusión superior a 2800 ℃, la eliminación pasiva del calor residual y la capacidad de hacer circular el refrigerante incluso con las bombas apagadas, son sistemas de seguridad naturales que previenen cualquier accidente grave.

La emisión de una licencia significa que Rosatom tiene derecho a iniciar la construcción del reactor.

BREST-OD-300 es parte de un complejo piloto experimental (ODEC) que ya se está construyendo en Seversk, región de Tomsk. El ODEC también incluye un módulo de fabricación-refabricación de combustible y un módulo de reprocesamiento de combustible nuclear gastado. El módulo de fabricación-refabricación ya se encuentra en construcción.

Todo el equipamiento clave, tanto de la unidad con el reactor BREST como los módulos de fabricación-refabricación y el reprocesamiento de combustible nuclear, no tienen análogos en el mundo. El equipo del proyecto “Proryv” tiene que resolver tareas fuera de serie relacionadas no solo con la gestión de la construcción de esas instalaciones únicas, sino también con un gran programa de investigación científica requerido para el diseño técnico”, dijo Natalya Nikipelova, presidenta del grupo TVEL, la División de Combustibles nucleares de Rosatom.

La fábrica química de Siberia (Siberian Chemical Combine), perteneciente a TVEL, durante 8 años ha fabricado más de mil conjuntos de combustibles experimentales basados ​​en combustible mixto de uranio-nitruro de plutonio (combustible MOX). Se requirieron diferentes tamaños y materiales de construcción para justificar la mejor opción. En 2014, el primer lote de elementos combustibles experimentales se cargó en el reactor BN-600 de la central nuclear de Beloyarsk. En 2016, los mismos fueron extraídos y su investigación ya se ha completado. El experimento mostró que las barras de combustible conservaban su forma y no se presentaron defectos en los elementos estructurales. En la primavera del 2020 se cargaron otros varios conjuntos de combustible, cada uno de los cuales contenía 61 barras de combustible. Los especialistas del Instituto VNIINM Bochvara (parte de TVEL) desarrollaron un diseño técnico para el elemento combustible en serie destinado a la producción industrial.

El lanzamiento físico de BREST está programado para 2026. El lanzamiento del ODEC permitirá estar más cerca al cierre práctico del ciclo del combustible nuclear, aprovechar el potencial energético del uranio natural y reducir los volúmenes de los residuos radiactivos generados.