Los reactores de Generación III , o reactores Gen III , son una clase de reactores nucleares diseñados para suceder a los reactores de Generación II , incorporando mejoras evolutivas en el diseño. Estos incluyen tecnología de combustible mejorada , mayor eficiencia térmica , sistemas de seguridad significativamente mejorados (incluida la seguridad nuclear pasiva ) y diseños estandarizados destinados a reducir los costos de capital y mantenimiento. Son promovidos por el Foro Internacional Generación IV (GIF).
Los primeros reactores de Generación III que comenzaron a funcionar fueron los reactores avanzados de agua en ebullición (ABWR) Kashiwazaki 6 y 7 en 1996 y 1997. Desde 2012, ambos han estado cerrados debido a un entorno político menos permisivo tras el accidente nuclear de Fukushima . Debido al prolongado período de estancamiento en la construcción de nuevos reactores y a la continua (aunque decreciente) popularidad de los diseños de Generación II/II+ en nuevas construcciones, se han construido relativamente pocos reactores de tercera generación.
Los reactores Gen II más antiguos constituyen la gran mayoría de los reactores nucleares actuales. Los reactores Gen III son los llamados reactores avanzados de agua ligera (LWR). Los reactores Gen III+ están etiquetados como "diseños evolutivos". Aunque la distinción entre reactores Gen II y III es arbitraria, pocos reactores Gen III han alcanzado la etapa comercial en 2022. El Foro Internacional Generación IV llama a los reactores Gen IV "diseños revolucionarios". Se trata de conceptos para los que en aquel momento no existían pronósticos concretos de realización. [1]
Se pretende que las mejoras en la tecnología de los reactores de tercera generación den como resultado una vida operativa más larga (diseñada para 60 años de operación, ampliable a más de 100 años de operación antes de la revisión completa y el reemplazo de la vasija de presión del reactor ) en comparación con los reactores de Generación II utilizados actualmente. (diseñado para 40 años de funcionamiento, ampliable a más de 60 años de funcionamiento antes de la revisión completa y el reemplazo del recipiente a presión). [2] [3]
Las frecuencias de daños al núcleo de estos reactores están diseñadas para ser más bajas que las de los reactores de Generación II: 60 eventos de daños al núcleo para el Reactor Presurizado Europeo (EPR) y 3 eventos de daños al núcleo para el Reactor Económico Simplificado de Agua en Ebullición (ESBWR) [4] por 100 millones de años-reactor son significativamente menores que los 1.000 eventos de daños al núcleo por cada 100 millones de años-reactor para los reactores BWR/4 Generación II. [4]
El reactor EPR de tercera generación también fue diseñado para utilizar uranio de manera más eficiente que los reactores más antiguos de Generación II, utilizando aproximadamente un 17% menos por unidad de electricidad generada que estas tecnologías de reactores más antiguos. [5] Un análisis independiente realizado por el científico ambiental Barry Brook sobre la mayor eficiencia y, por lo tanto, las menores necesidades de materiales de los reactores Gen III, corrobora este hallazgo. [6]
Los diseños de reactores Gen III+ son un desarrollo evolutivo de los reactores Gen III y ofrecen mejoras en seguridad con respecto a los diseños de reactores Gen III. Los fabricantes comenzaron a desarrollar sistemas Gen III+ en la década de 1990 aprovechando la experiencia operativa del reactor de agua ligera estadounidense, japonés y europeo occidental . [ cita necesaria ]
La industria nuclear comenzó a promover un renacimiento nuclear sugiriendo que los diseños Gen III+ deberían resolver tres problemas clave: seguridad, costo y capacidad de construcción. Se pronosticaron costos de construcción de 1.000 dólares EE.UU./kW, un nivel que haría que la energía nuclear fuera competitiva con el gas, y se esperaban tiempos de construcción de cuatro años o menos. Sin embargo, estas estimaciones resultaron demasiado optimistas. [ cita necesaria ]
Una mejora notable de los sistemas Gen III+ con respecto a los diseños de segunda generación es la incorporación en algunos diseños de características de seguridad pasiva que no requieren controles activos ni intervención del operador, sino que dependen de la gravedad o la convección natural para mitigar el impacto de eventos anormales. [ cita necesaria ]
Los reactores de Generación III+ incorporan características de seguridad adicionales para evitar el tipo de desastre sufrido en Fukushima en 2011. Los diseños de Generación III+, la seguridad pasiva, también conocida como enfriamiento pasivo, no requieren ninguna acción sostenida del operador ni retroalimentación electrónica para apagar la planta de manera segura en caso de una emergencia. Muchos de los reactores nucleares de Generación III+ tienen un receptor de núcleo . Si el revestimiento de combustible y los sistemas de la vasija del reactor y las tuberías asociadas se funden, el corio caerá en un captador de núcleos que retiene el material fundido y tiene la capacidad de enfriarlo. Esto, a su vez, protege la barrera final, el edificio de contención . Por ejemplo, Rosatom instaló un recogedor de núcleos de 200 toneladas en el reactor VVER como primer equipo grande en el edificio del reactor de Rooppur 1 , describiéndolo como "un sistema de protección único". [7] [8] En 2017, Rosatom inició las operaciones comerciales del reactor NVNPP-2 Unidad 1 VVER-1200 en Rusia central, lo que marca la primera puesta en marcha completa en el mundo de un reactor de generación III+. [9]
Los primeros reactores de Generación III se construyeron en Japón, en forma de reactores avanzados de agua en ebullición . El 5 de agosto de 2016, un reactor de Generación III+ VVER-1200 /392M entró en funcionamiento (primera conexión a la red) en la Central Nuclear II de Novovoronezh en Rusia, [10] que fue el primer reactor operativo de Generación III+. [11]
Varios otros reactores de Generación III+ se encuentran en sus últimas etapas de construcción en Europa, China, India y Estados Unidos. Los siguientes reactores de Generación III+ que entraron en funcionamiento fueron un reactor AREVA EPR en la central nuclear de Taishan (primera conexión a la red el 29 de junio de 2018) y un reactor Westinghouse AP1000 en la central nuclear de Sanmen (primera conexión a la red el 29 de junio de 2018). 30) en China. [12]
En Estados Unidos, los diseños de reactores están certificados por la Comisión Reguladora Nuclear (NRC). En agosto de 2020 [actualizar], la comisión aprobó siete nuevos diseños y está considerando un diseño más, así como la renovación de una certificación vencida. [13]
Los defensores de la energía nuclear y algunos que históricamente han sido críticos han reconocido que los reactores de tercera generación en su conjunto son más seguros que los reactores más antiguos. [ cita necesaria ]
Edwin Lyman , científico senior de la Union of Concerned Scientists , ha cuestionado decisiones específicas de diseño de ahorro de costos tomadas para dos reactores de Generación III, tanto el AP1000 como el ESBWR . Lyman, John Ma (un ingeniero estructural senior de la NRC) y Arnold Gundersen (un consultor antinuclear ) están preocupados por lo que perciben como debilidades en el recipiente de contención de acero y el escudo de concreto que rodea al AP1000 en el sentido de que su recipiente de contención no tiene márgenes de seguridad suficientes en caso de colisión directa con un avión. [14] [15] Otros ingenieros no están de acuerdo con estas preocupaciones y afirman que el edificio de contención es más que suficiente en márgenes de seguridad y factores de seguridad . [15] [16]
La Unión de Científicos Preocupados se refirió en 2008 al EPR como el único nuevo diseño de reactor bajo consideración en los Estados Unidos que "... parece tener el potencial de ser significativamente más seguro y protegido contra ataques que los reactores actuales". [17] : 7
También ha habido problemas en la fabricación de las piezas de precisión necesarias para mantener el funcionamiento seguro de estos reactores, con sobrecostos, piezas rotas y tolerancias de acero extremadamente finas que han causado problemas con los nuevos reactores en construcción en Francia en la central nuclear de Flamanville . [18]
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