El módulo multiplicador de energía ( EM² o EM al cuadrado ) es un reactor de potencia de fisión nuclear en desarrollo por General Atomics . [1] Es una versión de neutrones rápidos del reactor de helio modular de turbina de gas (GT-MHR) y es capaz de convertir el combustible nuclear gastado en electricidad y calor de procesos industriales. [2]
EM2 es un reactor modular avanzado que se espera que produzca 265 MW e (500 MW th ) de potencia con enfriamiento por evaporación (240 MW e con enfriamiento seco) a una temperatura de salida del núcleo de 850 ° C (1,600 ° F). El reactor estará completamente encerrado en una estructura de contención subterránea durante 30 años sin necesidad de repostar. [3] EM2 se diferencia de los reactores actuales en que no utiliza refrigerante de agua, sino que es un reactor rápido refrigerado por gas , que utiliza helio como refrigerante para un nivel adicional de seguridad. El reactor utiliza un compuesto de carburo de silicio como material de revestimiento de combustible y siliciuro de circonio como reflector de neutrones.material. La unidad del reactor está acoplada a una turbina de gas helio de accionamiento directo que, a su vez, acciona un generador para la producción de electricidad.
El diseño del núcleo nuclear se basa en una nueva técnica de conversión en la que una sección inicial "de arranque" del núcleo proporciona los neutrones para convertir el material fértil (combustible nuclear usado, torio o uranio empobrecido ) en combustible fisible consumible . [4] Las unidades EM2 de primera generación utilizan iniciadores de uranio enriquecido (aproximadamente un 15 por ciento de U235 ) para iniciar el proceso de conversión. [5] El motor de arranque U235 se consume cuando el material fértil se convierte en combustible fisible. La esperanza de vida del núcleo es de aproximadamente 30 años sin repostar o reorganizar el combustible.
Cantidades sustanciales de material fisible utilizable permanecen en el núcleo EM2 al final de su vida útil. Este material se puede reutilizar como iniciador para una segunda generación de EM2, sin reprocesamiento convencional. [6] No se requiere separación de metales pesados individuales ni uranio enriquecido adicional . Solo se eliminarían los productos de fisión , que se descompondrían a niveles de radiación cercanos al fondo en unos 500 años en comparación con el combustible gastado convencional, que requiere unos 10.000 años. [7]
Todas las descargas de metales pesados EM2 podrían reciclarse en nuevas unidades EM2, cerrando efectivamente el ciclo del combustible nuclear , lo que minimiza los riesgos de proliferación nuclear y la necesidad de repositorios a largo plazo para proteger los materiales nucleares.
Se espera que los costos de energía de EM2 sean más bajos debido a la alta eficiencia de conversión de energía, un número reducido de componentes y una larga vida útil del núcleo. Se espera que EM2 logre una eficiencia de conversión superior al 50% debido a su alta temperatura de salida del núcleo y al ciclo de energía Brayton cerrado. El ciclo Brayton elimina muchos componentes costosos, incluidos generadores de vapor, presurizadores, condensadores y bombas de agua de alimentación. El diseño utilizaría solo 1/6 del hormigón nuclear de un reactor de agua ligera convencional. [8]