El Instituto de Física Aplicada de Shanghái (SINAP) recibió la aprobación del Ministerio de Ecología y Medio Ambiente para poner en marcha un reactor experimental de sales fundidas alimentado con torio. Este es el primer reactor nuclear de sal fundida desde que Estados Unidos cerró un reactor de prueba en 1969.
El TMSR-LF1 utilizará combustible enriquecido por debajo del 20 % de U-235, tendrá un inventario de torio de unos 50 kg y un índice de conversión de alrededor de 0.1. Se utilizará un manto fértil de fluoruro de litio-berilio (FLiBe) con un 99.95% de Li-7, y combustible como UF4.
Se espera que el proyecto comience por lotes con algo de reabastecimiento en línea y eliminación de productos de fisión gaseosos, pero descargando toda la sal combustible después de 5 a 8 años para el reprocesamiento y separación de productos de fisión y actínidos menores para almacenamiento. Se procederá a un proceso continuo de reciclaje de sal, uranio y torio, con separación en línea de productos de fisión y actínidos menores. El reactor trabajará desde aproximadamente un 20% de fisión de torio hasta aproximadamente un 80%.
Si el TMSR-LF1 tiene éxito, China planea construir un reactor con una capacidad de 373 MWt para 2030.
En enero de 2011, CAS lanzó un programa de I+D de CNY3 mil millones (USD444 millones) sobre reactores de fluoruro de torio líquido (LFTR), conocido allí como el reactor de sal fundida de reproducción de torio (Th-MSR o TMSR), y afirmó tener el reactor de torio de fluoruro líquido más grande del mundo. esfuerzo nacional en él, con la esperanza de obtener todos los derechos de propiedad intelectual sobre la tecnología. Esto también se conoce como reactor de alta temperatura enfriado con sal de fluoruro (FHR). El responsable es el Centro TMSR de SINAP en Jiading, Shanghái.
La construcción del reactor TMSR-LF2 de 1 MWt comenzó en septiembre de 2018 y, según se informa, se completó en agosto de 2021. El prototipo estaba programado para completarse en 2024, pero el trabajo se aceleró.
Nextbigfuture fue uno de los primeros en línea en seguir y promover el torio
Nextbigfuture ha estado siguiendo y promoviendo la reactivación de los reactores de torio y sales fundidas durante más de una década.
Nextbigfuture estaba cubriendo Thorium en 2006.
Aquí hay una entrevista de 2011 con Kirk Sorenson.
Fondo nuclear de sal fundida
Los reactores de sal fundida y torio son intrínsecamente más seguros y pueden tener menos desechos nucleares (también conocido como combustible nuclear sin usar). El combustible nuclear no se usa porque los isótopos con números pares son más difíciles de dividir o reaccionar. Los reactores rápidos tienen neutrones que se mueven a velocidades más altas (cien veces más rápido) necesarias para que el uranio 238 reaccione y se convierta en plutonio.
El Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) en los Estados Unidos operó un MSR experimental de 7.34 MW (th) de 1965 a 1969, en un ensayo conocido como Experimento del Reactor de Sal Fundida (MSRE). Esto demostró la viabilidad de los reactores de combustible líquido enfriados por sales fundidas.
China ha estado desarrollando reactores nucleares sin agua. El trabajo de construcción del primer reactor comercial de sales fundidas debe completarse para 2030. Esto permitirá la construcción de dichos reactores nucleares incluso en regiones desérticas y en las llanuras del centro y oeste de China. El reactor de sales fundidas funcionará con torio líquido en lugar de uranio.
SINAP tiene dos corrientes de desarrollo de TMSR – combustible sólido (TRISO en guijarros o prismas/bloques) con ciclo de combustible de paso único, y combustible líquido (disuelto en refrigerante de fluoruro) con reprocesamiento y reciclaje. Está prevista una tercera corriente de reactores rápidos para consumir actínidos de LWR. El objetivo es desarrollar tanto el ciclo del combustible de torio como aplicaciones no eléctricas en un plazo de 20 a 30 años.
*La corriente TMSR-SF solo tiene una utilización parcial de torio, se basa en algunas reproducciones como con el U-238 y también necesita aportes de uranio fisionable. Está optimizado para aplicaciones de energía nuclear híbrida basadas en alta temperatura. SINAP apuntó inicialmente a una planta piloto de 2 MW, aunque esto ha sido reemplazado por un simulador (TMSR-SF0). Una planta de lecho de guijarros de demostración de 100 MWt (TMSR-SF2) con ciclo de combustible abierto está planificada para alrededor de 2025. Las partículas TRISO serán con uranio poco enriquecido y torio, por separado.
* La corriente TMSR-LF reclama un ciclo de combustible Th-U completamente cerrado con reproducción de U-233 y una sustentabilidad mucho mejor con torio pero mayor dificultad técnica. Está optimizado para la utilización de torio con piroprocesamiento electrometalúrgico.
*SINAP tiene como objetivo una planta piloto de 2 MWt (TMSR-LF1) inicialmente, luego un reactor experimental de 10 MWt (TMSR-LF2) para 2025 y una planta de demostración de 100 MWt (TMSR-LF3) con reprocesamiento electrometalúrgico completo para aproximadamente 2035, seguido por 1 una planta de demostración de GW. La línea de tiempo de TMSR-LF está unos diez años por detrás de la de SF.
Le seguirá un reactor rápido TMSFR-LF optimizado para quemar actínidos menores.
La TMSR-SF0 es una escala de un tercio y tiene una fuente de calor eléctrica de 370 kW con refrigerante primario FLiNaK a 650 °C y refrigerante secundario FLiNaK.
El TMSR-SF10 de 1 MWt tiene combustible TRISO enriquecido al 17% en pebbles de 60 mm, similar al combustible HTR-PM, y refrigerante a 630°C y baja presión. El refrigerante principal es FLiBe (con un 99.99 % de Li-7) y el refrigerante secundario es FLiNaK. La altura del núcleo es de 3 m, el diámetro de 2.85 m, en un recipiente a presión de 7.8 m de altura y 3 m de diámetro. La eliminación del calor residual es pasiva, por enfriamiento de la cavidad. Se preveía una vida útil de 20 años, pero el proyecto está descontinuado.
El TMSR-LF2 de 1 MWt está en construcción en Wu Wei en Gansu en un programa de 3.3 millones de dólares. Utilizará combustible enriquecido por debajo del 20% en U-235, tendrá un inventario de torio de unos 50 kg y un índice de conversión de alrededor de 0.1. Se utilizaría FLiBe con un 99.95% de Li-7, y combustible como UF4. El proyecto comenzaría por lotes con algo de reabastecimiento en línea y eliminación de productos de fisión gaseosos, pero descargaría toda la sal combustible después de 5 a 8 años para el reprocesamiento y separación de productos de fisión y actínidos menores para almacenamiento. Se procedería a un proceso continuo de reciclaje de sal, uranio y torio, con separación en línea de productos de fisión y actínidos menores. Funcionaría desde alrededor del 20% de fisión de torio hasta alrededor del 80%.
Más allá de estos, está previsto un pequeño reactor modular MSR de combustible líquido de 373 MWt/168 MWe, con ciclo de CO2 supercrítico en bucle terciario a 23 MPa mediante ciclo Brayton, tras un bucle secundario de aislamiento radiactivo. Se prevén diversas aplicaciones, así como la generación de electricidad. Se cargaría con 15.7 toneladas de torio y 2.1 toneladas de uranio (enriquecido al 19.75 %), con un kilogramo de uranio añadido diariamente, y tendría un quemado de 330 GWd/t con un 30 % de energía procedente del torio. El reabastecimiento de combustible en línea permitiría ocho años de operación antes del cierre, y el moderador de grafito necesita atención
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