La fusión-fisión nuclear híbrida ( energía nuclear híbrida ) es un medio propuesto para generar energía mediante el uso de una combinación de procesos de fusión y fisión nuclear .
La idea básica es utilizar neutrones rápidos de alta energía de un reactor de fusión para desencadenar la fisión en combustibles no fisionables como el U-238 o el Th-232 . Cada neutrón puede desencadenar varios eventos de fisión, multiplicando la energía liberada por cada reacción de fusión cientos de veces. Como el combustible de fisión no es fisionable, no hay una reacción en cadena autosostenida a partir de la fisión. Esto no solo haría que los diseños de fusión fueran más económicos en términos de energía, sino que también permitiría quemar combustibles que no eran adecuados para su uso en plantas de fisión convencionales, incluso sus desechos nucleares .
En términos generales, el concepto del reactor híbrido es similar al del reactor reproductor rápido , que utiliza un núcleo de fisión compacto de alta energía en lugar del núcleo de fusión del híbrido. Otro concepto similar es el reactor subcrítico impulsado por acelerador , que utiliza un acelerador de partículas para proporcionar neutrones en lugar de reacciones nucleares.
El concepto data de la década de 1950 y fue defendido con fuerza por Hans Bethe durante la década de 1970. En ese momento se estaban construyendo los primeros experimentos de fusión potentes, pero aún pasarían muchos años antes de que pudieran ser económicamente competitivos. Los híbridos se propusieron como una forma de acelerar en gran medida su introducción en el mercado, produciendo energía incluso antes de que los sistemas de fusión alcanzaran el punto de equilibrio . [1] Sin embargo, estudios detallados de la economía de los sistemas sugirieron que no podían competir con los reactores de fisión existentes. [2]
La idea fue abandonada y permaneció inactiva hasta que los continuos retrasos en alcanzar el punto de equilibrio llevaron a un breve resurgimiento del concepto alrededor de 2009. [3] Estos estudios generalmente se concentraron en los aspectos de eliminación de desechos nucleares del diseño, en oposición a la producción de energía. [4] El concepto ha visto un interés cíclico desde entonces, basado principalmente en el éxito o el fracaso de soluciones más convencionales como el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain.
Otro gran esfuerzo de diseño para la producción de energía se inició en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en el marco de su programa LIFE . Las aportaciones de la industria llevaron al abandono del enfoque híbrido para LIFE, que luego se rediseñó como un sistema de fusión pura. LIFE se canceló cuando la tecnología subyacente, de la Instalación Nacional de Ignición , no logró alcanzar sus objetivos de rendimiento de diseño. [5]
También se informó que Apollo Fusion, una empresa fundada por el ejecutivo de Google Mike Cassidy en 2017, se centraría en el uso del método híbrido de fisión-fusión nuclear subcrítica. [6] [7] Su sitio web ahora se centra en sus propulsores de efecto Hall y menciona la fusión solo de pasada. [8]
El 9 de septiembre de 2022, el profesor Peng Xianjue, de la Academia China de Ingeniería Física, anunció que el gobierno chino había aprobado la construcción de la planta de energía pulsada más grande del mundo, el Z-FFR, es decir, el reactor de fisión-fusión Z(-pinch), en Chengdu, provincia de Sichuan. Los neutrones producidos en una instalación Z-pinch (dotada de simetría cilíndrica y alimentada con deuterio y tritio) chocarán contra una capa coaxial que incluye isótopos de uranio y litio. La fisión del uranio aumentará la producción de calor general de la instalación entre 10 y 20 veces. La interacción del litio y los neutrones proporcionará tritio para un mayor combustible. La innovadora geometría cuasi esférica cerca del núcleo del Z-FFR conduce a un alto rendimiento de la descarga Z-pinch. Según el profesor Xianjue, esto acelerará considerablemente el uso de la energía de fusión y la preparará para la producción de energía comercial en 2035. [9] [10] [11] [12]
Los sistemas de energía de fisión convencionales se basan en una reacción en cadena de eventos de fisión nuclear que liberan dos o tres neutrones que causan más eventos de fisión. Mediante una disposición cuidadosa y el uso de diversos materiales absorbentes, el sistema puede lograr un equilibrio de neutrones liberados y absorbidos, conocido como criticidad . [13]
El uranio natural es una mezcla de varios isótopos, principalmente una cantidad traza de 235 U y más del 99% de 238 U. Cuando experimentan fisión, ambos isótopos liberan neutrones rápidos con una distribución de energía que alcanza un máximo de alrededor de 1 a 2 MeV. Esta energía es demasiado baja para causar fisión en 238 U, lo que significa que no puede sostener una reacción en cadena. 235 U sufrirá fisión cuando sea golpeado por neutrones de esta energía, por lo que 235 U una reacción en cadena. Hay muy pocos átomos de 235 U en el uranio natural para sostener una reacción en cadena, los átomos están demasiado dispersos y la probabilidad de que un neutrón golpee a uno es demasiado pequeña. Las reacciones en cadena se logran concentrando o enriqueciendo el combustible, aumentando la cantidad de 235 U para producir uranio enriquecido , [14] mientras que el sobrante, ahora principalmente 238 U, es un producto de desecho conocido como uranio empobrecido . El 235 U mantendrá una reacción en cadena si se enriquece hasta aproximadamente el 20% de la masa del combustible. [15]
El 235 U sufrirá fisión más fácilmente si los neutrones son de menor energía, los llamados neutrones térmicos . Los neutrones pueden ser ralentizados a energías térmicas mediante colisiones con un material moderador de neutrones , el más fácil de usar son los átomos de hidrógeno que se encuentran en el agua. Al colocar el combustible de fisión en agua, la probabilidad de que los neutrones provoquen fisión en otro 235 U aumenta considerablemente, lo que significa que el nivel de enriquecimiento necesario para alcanzar la criticidad se reduce en gran medida. Esto conduce al concepto de uranio enriquecido de grado reactor , con la cantidad de 235 U aumentada de poco menos del 1% en el mineral natural a entre 3 y 5%, dependiendo del diseño del reactor. Esto contrasta con el enriquecimiento de grado armamentístico , que aumenta el 235 U al menos hasta el 20%, y más comúnmente, más del 90%. [15]
Para mantener la criticidad, el combustible tiene que retener esa concentración extra de 235 U. Un reactor de fisión típico quema suficiente 235 U para hacer que la reacción se detenga en un período del orden de unos pocos meses. Una combinación de quema del 235 U junto con la creación de absorbentes de neutrones, o venenos , como parte del proceso de fisión finalmente da como resultado que la masa de combustible no pueda mantener la criticidad. Este combustible quemado tiene que ser eliminado y reemplazado con combustible nuevo. El resultado es un residuo nuclear que es altamente radiactivo y está lleno de radionucleidos de larga duración que presentan un problema de seguridad. [16]
Los desechos contienen la mayor parte del 235 U con el que se originaron, y sólo se extrae aproximadamente el 1% de la energía del combustible cuando llega al punto en que ya no es fisible. Una solución a este problema es reprocesar el combustible, lo que utiliza procesos químicos para separar el 235 U (y otros elementos no tóxicos) de los desechos y luego mezclar el 235 U extraído en cargas de combustible nuevo. Esto reduce la cantidad de combustible nuevo que se necesita extraer y también concentra las porciones no deseadas de los desechos en una carga más pequeña. Sin embargo, el reprocesamiento es caro y, en general, ha sido más económico simplemente comprar combustible nuevo de la mina. [16]
Al igual que el 235 U, el 239 Pu puede mantener una reacción en cadena, por lo que es un combustible útil para reactores. Sin embargo, el 239 Pu no se encuentra en cantidades comercialmente útiles en la naturaleza. Otra posibilidad es generar 239 Pu a partir del 238 U mediante captura de neutrones o por otros medios. Este proceso solo ocurre con neutrones de mayor energía que los que se encontrarían en un reactor moderado, por lo que un reactor convencional solo produce pequeñas cantidades de Pu cuando el neutrón es capturado dentro de la masa de combustible antes de que sea moderado. [17]
Es posible construir un reactor que no requiera un moderador. Para ello, el combustible debe enriquecerse aún más, hasta el punto en que el 235 U sea lo suficientemente común como para mantener la criticidad incluso con neutrones rápidos. Los neutrones rápidos adicionales que escapan de la carga de combustible pueden usarse entonces para generar combustible en un conjunto de 238 U que rodea el núcleo del reactor, que generalmente se toma de las reservas de uranio empobrecido. El 239 Pu también se puede usar para el núcleo, lo que significa que una vez que el sistema está en funcionamiento, se puede reabastecer con el 239 Pu que crea, y sobrará lo suficiente para alimentar también a otros reactores. Este concepto se conoce como reactor reproductor . [17]
La extracción del 239 Pu de la materia prima 238 U se puede lograr mediante un procesamiento químico, de la misma manera que el reprocesamiento normal. La diferencia es que la masa contendrá muchos menos elementos, en particular algunos de los productos de fisión altamente radiactivos que se encuentran en los desechos nucleares normales. [17]
Los reactores de fusión suelen quemar una mezcla de deuterio (D) y tritio (T). Cuando se calienta a millones de grados, la energía cinética del combustible comienza a superar la repulsión electrostática natural entre los núcleos, la llamada barrera de Coulomb , y el combustible comienza a fusionarse. Esta reacción emite una partícula alfa y un neutrón de alta energía de 14 MeV. Un requisito clave para el funcionamiento económico de un reactor de fusión es que las partículas alfa depositen su energía nuevamente en la mezcla de combustible, calentándola para que se produzcan reacciones de fusión adicionales. Esto conduce a una condición no muy diferente de la reacción en cadena en el caso de la fisión, conocida como ignición . [18]
La construcción de un reactor capaz de alcanzar la ignición ha demostrado ser un problema importante. Los primeros intentos de construir un reactor de este tipo tuvieron lugar en 1938, y el primer éxito se produjo en 2022, 84 años después. [19] Incluso en ese caso, la cantidad de energía liberada fue órdenes de magnitud menor que la energía necesaria para operar la máquina. Un reactor que produzca más electricidad de la que se utiliza para operarlo, una condición conocida como punto de equilibrio de ingeniería , requerirá décadas más de trabajo. [20]
Además, existe un problema de alimentación de un reactor de este tipo. El deuterio se puede obtener mediante la separación de isótopos de hidrógeno en agua de mar (véase producción de agua pesada ). El tritio tiene una vida media corta de poco más de una década, por lo que solo se encuentran cantidades traza en la naturaleza. Para alimentar el reactor, los neutrones de la reacción se utilizan para generar más tritio a través de una reacción en un manto de litio que rodea la cámara de reacción. [21] La reproducción de tritio es clave para el éxito de un ciclo de fusión DT y, hasta la fecha, esta técnica no ha sido demostrada. Las predicciones basadas en modelos informáticos sugieren que las tasas de reproducción son bastante pequeñas y una planta de fusión apenas podría cubrir su propio uso. Se necesitarían muchos años para generar suficiente excedente para poner en marcha otro reactor. [22]
Los diseños de fusión-fisión básicamente reemplazan la capa de litio de un diseño de fusión típico con una capa de combustible de fisión, ya sea mineral de uranio natural o incluso desechos nucleares. Los neutrones de fusión tienen energía más que suficiente para causar fisión en el 238 U, así como en muchos de los otros elementos del combustible, incluidos algunos de los desechos transuránicos . La reacción puede continuar incluso cuando se quema todo el 235 U; la velocidad no está controlada por los neutrones de los eventos de fisión, sino por los neutrones que suministra el reactor de fusión. [1]
La fisión ocurre de manera natural porque cada evento emite más de un neutrón capaz de producir eventos de fisión adicionales. La fusión, al menos en el combustible DT, emite solo un neutrón, y ese neutrón no es capaz de producir más eventos de fusión. Cuando ese neutrón choca con material fisible en el manto, pueden ocurrir una de dos reacciones. En muchos casos, la energía cinética del neutrón hará que uno o dos neutrones sean expulsados del núcleo sin causar fisión. Estos neutrones aún tienen suficiente energía para causar otros eventos de fisión. En otros casos, el neutrón será capturado y causará fisión, que liberará dos o tres neutrones. Esto significa que cada neutrón de fusión en el diseño de fusión-fisión puede resultar en cualquier cantidad entre dos y cuatro neutrones en el combustible de fisión. [1]
Este es un concepto clave en el concepto híbrido, conocido como multiplicación de fisión . Por cada evento de fusión, pueden ocurrir varios eventos de fisión, cada uno de los cuales emite mucha más energía que la fusión original, aproximadamente 11 veces. Esto aumenta enormemente la potencia total de salida del reactor. Esto se ha sugerido como una forma de producir reactores de fusión prácticos, aunque ningún reactor de fusión ha alcanzado aún el punto de equilibrio, multiplicando la potencia de salida utilizando combustible barato o desechos. [1] Sin embargo, muchos estudios han demostrado repetidamente que esto solo se vuelve práctico cuando el reactor general es muy grande, de 2 a 3 GWt, lo que hace que sea costoso de construir. [23]
Estos procesos también tienen el efecto secundario de generar 239 Pu o 233 U, que se pueden eliminar y utilizar como combustible en reactores de fisión convencionales. Esto conduce a un diseño alternativo en el que el propósito principal del reactor de fusión-fisión es reprocesar los desechos para convertirlos en combustible nuevo. Aunque es mucho menos económico que el reprocesamiento químico, este proceso también quema algunos de los elementos más desagradables en lugar de simplemente separarlos físicamente. Esto también tiene ventajas para la no proliferación , ya que las tecnologías de enriquecimiento y reprocesamiento también están asociadas con la producción de armas nucleares. Sin embargo, el costo del combustible nuclear producido es muy alto y es poco probable que pueda competir con las fuentes convencionales. [2]
Una cuestión clave para el concepto de fusión-fisión es el número y la vida útil de los neutrones en los diversos procesos, la llamada economía de neutrones .
En un diseño de fusión pura, los neutrones se utilizan para la reproducción de tritio en una capa de litio. El litio natural se compone de aproximadamente un 92% de 7 Li y el resto es principalmente 6 Li. La reproducción de 7 Li requiere energías de neutrones incluso más altas que las liberadas por la fisión, alrededor de 5 MeV, dentro del rango de energías proporcionadas por la fusión. Esta reacción produce tritio y helio-4 , y otro neutrón lento. 6 Li puede reaccionar con neutrones de alta o baja energía, incluidos los liberados por la reacción de 7 Li. Esto significa que una sola reacción de fusión puede producir varios tritios, lo cual es un requisito si el reactor va a compensar la desintegración natural y las pérdidas en los procesos de fusión. [22]
Cuando la capa de litio se reemplaza, o se suplanta, por combustible de fisión en el diseño híbrido, los neutrones que reaccionan con el material fisible ya no están disponibles para la reproducción de tritio. Los nuevos neutrones liberados de las reacciones de fisión se pueden utilizar para este propósito, pero solo en 6 Li. Se podría procesar el litio para aumentar la cantidad de 6 Li en la capa, compensando estas pérdidas, pero la desventaja de este proceso es que la reacción de 6 Li solo produce un átomo de tritio. Solo la reacción de alta energía entre el neutrón de fusión y 7 Li puede crear más de un tritio, y esto es esencial para mantener el reactor en funcionamiento. [22]
Para solucionar este problema, al menos algunos de los neutrones de fisión también deben utilizarse para la reproducción de tritio en 6 Li. Cada neutrón que se utiliza ya no está disponible para la fisión, lo que reduce la producción del reactor. Esto requiere un equilibrio muy cuidadoso si se desea que el reactor pueda producir suficiente tritio para seguir funcionando, al mismo tiempo que produce suficientes eventos de fisión para mantener positiva la energía del lado de la fisión. Si esto no se puede lograr simultáneamente, no hay razón para construir un híbrido. Incluso si se puede mantener este equilibrio, podría ocurrir solo a un nivel económicamente inviable. Por esta razón, se han sugerido diversas sustancias liberadoras de neutrones como una forma de multiplicar el número de neutrones disponibles. [24]
Durante el desarrollo inicial del concepto híbrido, la cuestión de la economía global parecía difícil de responder. Una serie de estudios que comenzaron a fines de la década de 1970 proporcionaron una imagen mucho más clara del híbrido en un ciclo de combustible completo y permitieron comprender mejor la economía. Estos estudios indicaron que no había ninguna razón para construir un híbrido. [2]
Uno de los estudios más detallados de este tipo fue publicado en 1980 por el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL). [2] Observaron que el híbrido produciría la mayor parte de su energía indirectamente, tanto a través de los eventos de fisión en el reactor, como mucho más al proporcionar 239 Pu para alimentar otros reactores de fisión. En este panorama general, el híbrido es esencialmente idéntico al reactor reproductor de la misma manera que el híbrido. [25] Ambos requieren un procesamiento químico para eliminar el 239 Pu reproducido, ambos presentaron los mismos riesgos de proliferación y seguridad como resultado, y ambos produjeron aproximadamente la misma cantidad de combustible. Dado que el combustible reproducido es la fuente principal de energía en el ciclo general, los dos sistemas fueron casi idénticos al final. [26]
Sin embargo, lo que no era idéntico era la madurez técnica de los dos diseños. El híbrido requeriría una considerable investigación y desarrollo adicional antes de saber si podría funcionar, e incluso si se demostrara eso, el resultado sería un sistema esencialmente idéntico a los criadores que ya se estaban construyendo en ese momento. El informe concluía:
La inversión de tiempo y dinero necesaria para comercializar el ciclo híbrido sólo podría justificarse por una ventaja real o percibida del híbrido sobre el FBR clásico. Nuestro análisis nos lleva a concluir que no existe tal ventaja. Por lo tanto, no hay incentivos suficientes para demostrar y comercializar el híbrido de fusión-fisión. [26]
Actualmente, el proceso de fusión por sí solo no logra una ganancia suficiente (potencia de salida sobre potencia de entrada) para ser viable como fuente de energía. Al utilizar los neutrones excedentes de la reacción de fusión para provocar a su vez una reacción de fisión de alto rendimiento (cerca del 100%) en el manto fisionable subcrítico circundante, el rendimiento neto del proceso híbrido de fusión-fisión puede proporcionar una ganancia prevista de 100 a 300 veces la energía de entrada (un aumento de un factor de tres o cuatro con respecto a la fusión sola). Incluso teniendo en cuenta las altas ineficiencias en el lado de entrada (es decir, la baja eficiencia del láser en ICF y las pérdidas por Bremsstrahlung en los diseños Tokamak), esto todavía puede producir una salida de calor suficiente para la generación económica de energía eléctrica. Esto puede verse como un atajo hacia la energía de fusión viable hasta que se puedan desarrollar tecnologías de fusión pura más eficientes, o como un fin en sí mismo para generar energía y también consumir las reservas existentes de fisionables nucleares y productos de desecho.
En el proyecto LIFE del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore LLNL , que utiliza tecnología desarrollada en la Instalación Nacional de Ignición , el objetivo es utilizar pastillas de combustible de deuterio y tritio rodeadas de una capa fisionable para producir energía suficientemente mayor que la energía de entrada ( láser ) para la generación de energía eléctrica. El principio implicado es inducir la fusión por confinamiento inercial (ICF) en la pastilla de combustible que actúa como una fuente puntual altamente concentrada de neutrones que a su vez convierte y fisiona la capa fisionable externa. En paralelo con el enfoque ICF, la Universidad de Texas en Austin está desarrollando un sistema basado en el reactor de fusión tokamak , optimizando la eliminación de residuos nucleares frente a la generación de energía. Los principios detrás del uso de reactores ICF o tokamak como fuente de neutrones son esencialmente los mismos (la principal diferencia es que la ICF es esencialmente una fuente puntual de neutrones mientras que los Tokamaks son fuentes toroidales más difusas).
La capa circundante puede ser un material fisible (uranio enriquecido o plutonio ) o un material fértil (capaz de convertirse en un material fisionable por bombardeo de neutrones) como el torio , el uranio empobrecido o el combustible nuclear gastado . Estos reactores subcríticos (que también incluyen sistemas de espalación de neutrones impulsados por aceleradores de partículas ) ofrecen el único medio conocido actualmente de eliminación activa (en lugar de almacenamiento) del combustible nuclear gastado sin reprocesamiento. Los subproductos de fisión producidos por el funcionamiento de los reactores nucleares de agua ligera ( LWR ) comerciales tienen una larga vida útil y son altamente radiactivos, pero pueden consumirse utilizando los neutrones sobrantes en la reacción de fusión junto con los componentes fisionables en la capa, destruyéndolos esencialmente por transmutación nuclear y produciendo un producto de desecho que es mucho más seguro y presenta menos riesgo para la proliferación nuclear . Los residuos contendrían concentraciones significativamente menores de actínidos de larga vida útil y utilizables en armas por gigavatio-año de energía eléctrica producida en comparación con los residuos de un reactor de agua dulce. Además, habría aproximadamente 20 veces menos residuos por unidad de electricidad producida. Esto ofrece la posibilidad de utilizar de manera eficiente las enormes reservas de materiales fisionables enriquecidos, uranio empobrecido y combustible nuclear gastado.
A diferencia de los reactores de fisión comerciales actuales, los reactores híbridos demuestran potencialmente lo que se considera un comportamiento inherentemente seguro porque permanecen profundamente subcríticos bajo todas las condiciones y la eliminación del calor de desintegración es posible a través de mecanismos pasivos. La fisión es impulsada por neutrones proporcionados por eventos de ignición de fusión y, en consecuencia, no es autosostenible. Si el proceso de fusión se apaga deliberadamente o el proceso se interrumpe por un fallo mecánico, la fisión se amortigua y se detiene casi instantáneamente. Esto contrasta con la amortiguación forzada en un reactor convencional por medio de barras de control que absorben neutrones para reducir el flujo de neutrones por debajo del nivel crítico, autosostenible. El peligro inherente de un reactor de fisión convencional es cualquier situación que conduzca a una reacción en cadena descontrolada con retroalimentación positiva , como ocurrió durante el desastre de Chernóbil . En una configuración híbrida, las reacciones de fisión y fusión están desacopladas, es decir, mientras que la salida de neutrones de fusión impulsa la fisión, la salida de fisión no tiene ningún efecto sobre la reacción de fusión, eliminando cualquier posibilidad de un bucle de retroalimentación positiva.
El ciclo de combustible de fusión híbrida consta de tres componentes principales: deuterio , tritio y elementos fisionables. [27] El deuterio se puede obtener mediante la separación de isótopos de hidrógeno en agua de mar (véase producción de agua pesada ). El tritio se puede generar en el propio proceso híbrido mediante la absorción de neutrones en compuestos que contienen litio. Esto implicaría una capa adicional de litio y un medio de recolección. También se producen pequeñas cantidades de tritio mediante la activación de neutrones en reactores de fisión nuclear, en particular cuando se utiliza agua pesada como moderador o refrigerante de neutrones . El tercer componente son los materiales fisionables derivados externamente de suministros desmilitarizados de fisionables o de combustible nuclear comercial y corrientes de desechos. La fisión impulsada por fusión también ofrece la posibilidad de utilizar torio como combustible, lo que aumentaría en gran medida la cantidad potencial de fisionables disponibles. La naturaleza extremadamente energética de los neutrones rápidos emitidos durante los eventos de fusión (hasta 0,17 la velocidad de la luz) puede permitir que el 238 U, que normalmente no se fisiona, experimente fisión directamente (sin conversión previa a 239 Pu), lo que permite utilizar uranio natural refinado con un enriquecimiento muy bajo, manteniendo al mismo tiempo un régimen profundamente subcrítico.
Los diseños de ingeniería prácticos deben tener en cuenta en primer lugar la seguridad como objetivo principal. Todos los diseños deben incorporar refrigeración pasiva en combinación con materiales refractarios para evitar la fusión y la reconfiguración de los fisionables en geometrías capaces de una criticidad no intencionada. Por lo general, se incluirán capas de compuestos que contienen litio como parte del diseño para generar tritio y permitir que el sistema sea autosuficiente para uno de los componentes clave del elemento combustible. El tritio, debido a su vida media relativamente corta y su radiactividad extremadamente alta, se genera mejor en el sitio para obviar la necesidad de transporte desde una ubicación remota. El combustible DT se puede fabricar en el sitio utilizando deuterio derivado de la producción de agua pesada y tritio generado en el propio reactor híbrido. La espalación nuclear para generar neutrones adicionales se puede utilizar para mejorar la producción de fisión, con la salvedad de que se trata de una compensación entre la cantidad de neutrones (normalmente 20-30 neutrones por evento de espalación) frente a una reducción de la energía individual de cada neutrón. Esto es una consideración si el reactor va a utilizar torio natural como combustible. Si bien los neutrones de alta energía (0,17c) producidos a partir de eventos de fusión pueden causar directamente la fisión tanto en el torio como en el 238 U, los neutrones de menor energía producidos por espalación generalmente no pueden hacerlo. Esta es una disyuntiva que afecta la mezcla de combustibles en función del grado de espalación utilizado en el diseño.