Para obtener energía nuclear sostenible es necesario un ciclo de combustible cerrado

El reprocesamiento y reciclaje de uranio y plutonio han sido objeto de intensos debates en muchos países durante las últimas décadas. Varias naciones, que incluyen a los Estados Unidos, el Reino Unido, Francia, India, Japón, Rusia y otras, han desarrollado tecnologías para el reprocesamiento y el reciclaje. Un selecto grupo de naciones, entre las que se cuenta la India, han seguido una política sostenida a favor del reprocesamiento y el reciclaje, y lo han hecho, no solo a raíz de sus inquietudes con respecto a los recursos limitados de uranio, sino también porque ven en el reprocesamiento y el reciclaje la mejor vía para lograr que la energía nuclear sea sostenible a largo plazo.

De hecho, en países como la India y China, la expansión de la energía nuclear a gran escala no es sostenible sin reprocesamento y reciclaje. Los recursos de uranio de estos países son limitados. Es poco probable que el torio se convierta en un recurso valioso para la producción de energía en el corto plazo. No es práctico manejar grandes volúmenes de residuos de alto nivel de radiactividad en depósitos durante períodos largos de tiempo. Por otro lado, Francia también tuvo un programa sostenido de reprocesamiento y reciclaje y Rusia está emprendiendo el piroprocesamiento para producir combustible de óxido mixto de plutonio y uranio para su reactor BOR-60.

Muchos críticos del reprocesamiento consideran que los recursos disponibles de uranio en el mundo son suficientes, y que, por consiguiente, cerrar el ciclo de combustible no es una necesidad urgente. Este argumento es cortoplacista. La cantidad de uranio disponible en la tierra, tanto en la corteza del planeta como en el agua de los océanos, es finita y, por lo tanto, la energía de fisión no es renovable. El único debate que puede darse en torno a esta cuestión es cuánto uranio hay disponible y cuánto tiempo durará. El "Libro Rojo" de recursos de uranio, publicado por el Organismo Internacional de Energía Atómica y la Agencia para la Energía Nuclear, indica que el uranio disponible en el mundo al 2013 llegaba a unos 7,6 millones de toneladas métricas, suficiente para durar unos 150 años de acuerdo a las tasas de consumo actuales. Sin embargo, el aumento del consumo es inevitable, dado que un número en ascenso de países se vuelcan a la energía nuclear para satisfacer sus necesidades energéticas.

Dejando de lado los recursos de uranio adicionales que puedan identificarse en el futuro, y dejando también de lado la tasa de crecimiento de la energía nuclear en el futuro, se debe concluir que la energía de fisión a base de uranio no puede en ningún caso durar más de unos pocos siglos. Esto no es mucho tiempo, si lo comparamos con el período de tiempo en que probablemente continúen existiendo los seres humanos. Nosotros, los autores, creemos que la generación actual tiene la responsabilidad frente a las generaciones futuras de no agotar los recursos de uranio del mundo. Esto significa que el uranio no puede considerarse basura tras utilizar solamente un 1 por ciento de su energía, como sucede actualmente. En lugar de eso, debe procederse al reprocesamiento y reciclaje para utilizar el 75 por ciento de uranio (si no más) a fin de producir energía de fisión. En comparación con el uso por una sola vez del uranio, el reprocesamiento y el reciclaje tienen el potencial de aumentar en al menos 50 veces la cantidad de tiempo durante el cual la humanidad podrá derivar la energía de fisión a partir de los recursos de uranio.

Muchos países -India, Francia, Rusia y China en particular- han llegado a la conclusión de que los reactores rápidos (que, para la generación de electricidad, pueden aprovechar el plutonio y uranio empobrecido generados en reactores térmicos) serán un elemento importante de sus futuros programas de energía nuclear. A su vez, de los seis conceptos para sistemas de energía nuclear innovadores desarrollados por el Foro Internacional de la IV Generación (un emprendimiento común de 13 gobiernos), cuatro se basan en reactores rápidos. No obstante, siguen planteándose argumentos en contra del reprocesamiento y el reciclaje.

Estos comprenden, además del argumento de que los recursos de uranio seguirán siendo suficientes en el futuro previsible, la supuesta inmadurez de la tecnología, la consideración de sus altos costos y cuestiones relacionadas con la proliferación. Sin embargo, la tecnología relacionada con la fabricación y reciclaje de combustible de reactores de hecho es madura y ya se ha desarrollado a una escala bastante grande (aunque solo en unos pocos países). Francia e India, a través de investigaciones y desarrollo exhaustivos, una política gubernamental estable y la implementación sucesiva de plantas mejoradas, han demostrado la seguridad, madurez y costos aceptables del reprocesamiento y reciclaje de plutonio. Mientras tanto la resistencia a la proliferacion puede incluirse fácilmente en el diseño del ciclo de combustible. Es posible concebir esquemas de separación en los que el uranio y el plutonio del combustible irradiado se recuperen conjuntamente, y no solo produzcan producto de plutonio puro, lo que podría dar lugar a inquietudes relacionadas con la proliferación. El piroprocesamiento, por ejemplo, que ha sido objeto de exhaustivas investigaciones en Estados Unidos y Rusia, logra una menor descontaminación de productos de fisión que los procesos acuosos basados en el método PUREX (en referencia a la extracción de plutonio y uranio), que ha sido el pilar de la industria nuclear hasta el momento. Esto combate intrínsecamente la proliferación. Las objeciones relacionadas con la proliferación ya no constituyen un argumento convincente para la adopción de un ciclo de combustible abierto (once through).

La dimensión de los residuos. La gestión de los residuos nucleares es la única dimensión de la energía nuclear en la que la opinión pública se centra más. El ciclo de combustible abierto presenta dos graves problemas en este sentido. En primer lugar, genera una mayor cantidad de residuos, dado que este ciclo implica desechar el uranio y el plutonio tras un único uso. Se hace así necesario contar con un mayor número de depósitos y un período excesivamente largo de supervisión de los mismos, lo que prácticamente no resulta factible, además de que la opinión pública jamás lo aceptaría. En segundo lugar, hoy en día un número considerable de países están estableciendo sectores de energía nuclear pero la mayoría de las naciones no cuentan con sitios adecuados desde el punto de vista geológico para desechar el combustible irradiado. ¿Quién entonces cargará con el combustible usado que generan estas instalaciones de energía nuclear?

Deben considerarse estas cuestiones al calcular el costo de los diversos enfoques del ciclo de combustible. Por lo general el costo del reciclaje se compara con el del ciclo abierto asumiendo que el precio del uranio se mantendrá igual. Sin embargo, aun asumiendo que el precio del uranio se mantendrá estable durante siglos, lo que es improbable, igualmente deben justificarse los costos más altos que suponen la gestión de los residuos del ciclo abierto. También debe justificarse el daño adicional al medio ambiente relacionado con los mayores requisitos de extracción minera del ciclo de combustible abierto, dado que si el uranio y el plutonio se reciclan, se debe extraer menos uranio por unidad de energía producida. Este tipo de enfoque holístico de los costos demuestra que el reprocesamiento no solo no es excesivamente costoso, como se indica con frecuencia, sino que es de hecho competitivo en términos de costos.