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Investigaciones en Estados Unidos apuntan al reaprovechamiento del combustible nuclear usado, material acumulado durante décadas y aún rodeado de desafíos técnicos, regulatorios y de seguridad.
Estados Unidos ha vuelto a ampliar investigaciones sobre el reaprovechamiento de combustible nuclear usado, material que hoy se trata mayoritariamente como residuo de alta complejidad.
El Departamento de Energía de EE.UU. anunció más de US$ 19 millones para que cinco empresas desarrollen tecnologías de reciclaje capaces de recuperar uranio, reducir residuos y extraer radioisótopos con aplicaciones médicas, industriales y de defensa.
La iniciativa parte de un dato técnico citado por el propio Departamento de Energía: después de aproximadamente cinco años de operación en un reactor comercial, se aprovecha menos del 5% de la energía potencial del combustible nuclear.
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Según el organismo, las tecnologías de reciclaje podrían elevar el uso de los recursos hasta un 95%, reducir residuos hasta un 90% y disminuir la cantidad de uranio necesaria para mantener reactores en funcionamiento.
El tema ha ganado relevancia porque EE.UU. acumula, desde hace décadas, combustible nuclear irradiado en instalaciones distribuidas por el país.
Este material sale de los reactores altamente radiactivo y suele mantenerse inicialmente en piscinas de enfriamiento, antes de pasar a contenedores secos de almacenamiento.
De acuerdo con el Departamento de Energía, el país genera cerca de 2 mil toneladas métricas de combustible usado por año, almacenadas en más de 70 lugares en 35 estados.
Qué puede ser reaprovechado en el combustible nuclear usado
En el sector nuclear, reciclar combustible usado significa separar materiales aún aprovechables de aquellos que necesitan permanecer bajo almacenamiento controlado o seguir para descarte adecuado.
El proceso puede recuperar uranio y otros elementos presentes en el combustible irradiado, además de radioisótopos destinados a aplicaciones específicas.
Las investigaciones financiadas por el gobierno estadounidense buscan transformar parte de este material en insumo para nuevos ciclos de energía nuclear.
La etapa, sin embargo, depende de instalaciones especializadas, control radiológico riguroso y procedimientos compatibles con normas de seguridad y no proliferación.
El Departamento de Energía también afirma que el reciclaje puede permitir la recuperación de radioisótopos usados en áreas como medicina, industria y defensa.
Con esto, el tema pasó a ser tratado no solo como una cuestión de gestión de residuos, sino también como parte de discusiones sobre cadena de suministro, seguridad energética y autonomía tecnológica.
Empresas de EE. UU. prueban rutas de reciclaje nuclear
Las cinco empresas seleccionadas por el Departamento de Energía fueron Alpha Nur, Curio Solutions, Flibe Energy, Oklo y Shine Technologies.
Los proyectos pueden durar hasta tres años y exigen que cada compañía cubra al menos 20% de los costos, en un modelo de contrapartida financiera.
Alpha Nur investigará un proceso para recuperar uranio altamente enriquecido de combustible usado producido por reactores de investigación en EE. UU.
La propuesta prevé convertir este material en una forma aprovechable de uranio de bajo enriquecimiento y alto ensayo, conocido por la sigla HALEU, combustible asociado a algunos proyectos de pequeños reactores modulares.
En el caso de Curio Solutions, los recursos se utilizarán en el desarrollo de la tecnología NuCycle, orientada al reciclaje de combustible nuclear usado.
El proyecto prevé recuperar uranio en forma de hexafluoruro de uranio, reducir desechos de alta actividad mediante la recuperación de actínidos menores e incorporar salvaguardas de seguridad al proceso.
La empresa trabaja con laboratorios nacionales, entre ellos el Idaho National Laboratory y el Pacific Northwest National Laboratory, para preparar etapas de ingeniería y una futura demostración a escala piloto.
En un comunicado, el presidente ejecutivo de Curio, Ed McGinnis, afirmó que el apoyo del Departamento de Energía representa una validación para la tecnología de la compañía y para el avance del proceso hacia la escala comercial.
Otras líneas de investigación seguirán caminos técnicos distintos.
Flibe Energy estudiará métodos electroquímicos para procesar combustible nuclear usado, mientras que Oklo investigará la deposición de elementos pesados en sal fundida, etapa ligada al diseño de una planta de piroprocesamiento.
Según Oklo, el trabajo deberá generar datos para apoyar el licenciamiento de una futura instalación comercial de reciclaje de combustible en Oak Ridge, en Tennessee.
Shine Technologies, por su parte, desarrollará un diseño de proceso que integre transporte, almacenamiento, disposición final y procesamiento hidrometalúrgico del combustible usado.
Los enfoques difieren entre sí, pero todos buscan responder a desafíos similares: recuperar materiales útiles, reducir desechos y mantener los procesos dentro de los estándares exigidos de seguridad nuclear.
El reprocesamiento nuclear exige control y seguridad
La idea de reutilizar combustible nuclear no es reciente.
Países como Francia, Rusia y Japón ya han desarrollado o adoptado diferentes formas de reprocesamiento.
En los Estados Unidos, sin embargo, la ruta comercial fue interrumpida por decisiones políticas, evaluaciones económicas y preocupaciones relacionadas con la proliferación nuclear.
En 1977, durante el gobierno de Jimmy Carter, EE.UU. decidió posponer indefinidamente el reprocesamiento comercial de combustible nuclear usado.
La medida se tomó en medio de preocupaciones sobre la posibilidad de desvío de materiales sensibles para fines militares.
La decisión no puso fin a toda la investigación en el sector, pero consolidó durante décadas el modelo en el que el combustible irradiado de las plantas comerciales se gestiona como residuo a ser almacenado.
Actualmente, la Comisión Reguladora Nuclear de EE.UU. informa que no hay instalaciones comerciales de reprocesamiento en operación en el país.
La agencia define el reprocesamiento como el conjunto de etapas utilizadas para separar el combustible irradiado en materiales que pueden ser reciclados y materiales destinados a ser desechados como residuos.
El debate sigue siendo sensible porque algunas tecnologías de reciclaje pueden separar materiales que requieren un control riguroso para evitar riesgos de proliferación.
Por esta razón, el Departamento de Energía afirma que los proyectos elegidos deben cumplir con los estándares estadounidenses de no proliferación y con los objetivos de seguridad nacional.
El programa CURIE impulsa investigaciones sobre combustible usado
La nueva financiación se conecta a una estrategia iniciada en los últimos años.
En 2022, la agencia ARPA-E, vinculada al Departamento de Energía, lanzó el programa CURIE, sigla en inglés para Converting UNF Radioisotopes Into Energy.
La iniciativa fue creada para enfrentar brechas en tecnologías de reprocesamiento, monitoreo de procesos y diseño de instalaciones destinadas al reciclaje de combustible usado de la flota actual de reactores de agua ligera.
Ese año, doce proyectos recibieron US$ 38 millones en financiación.
El objetivo era estudiar rutas capaces de hacer el reprocesamiento comercialmente viable, con atención a costos, seguridad, monitoreo y diseño de las instalaciones.
La nueva ronda de recursos mantiene esta línea de actuación, ahora con proyectos dirigidos a diferentes etapas del reaprovechamiento del combustible nuclear.
La lógica técnica del programa es recuperar parte del potencial energético y material aún presente en el combustible usado.
Si los procesos son demostrados, licenciados y considerados seguros, podrían reducir la demanda de uranio recién extraído y disminuir el volumen de material destinado a almacenamiento a largo plazo.
El secretario asistente de Energía Nuclear de EE. UU., Ted Garrish, afirmó que el combustible nuclear usado es “un recurso increíble e inexplorado” en el país.
La declaración refleja la posición del Departamento de Energía, que ha comenzado a clasificar el material también como posible fuente de energía y de insumos estratégicos.
Aún no hay, sin embargo, una indicación oficial de que estas tecnologías ya estén listas para uso comercial amplio en los Estados Unidos.
Las investigaciones seleccionadas están en fase de desarrollo, ingeniería o preparación para demostraciones futuras, con requisitos regulatorios y técnicos aún por cumplir.
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