¿Qué son los reactores de sales fundidas?

Actualmente la mayoría de las centrales nucleares del mundo utilizan reactores de agua a presión (PWR). En ellos, el agua se utiliza como refrigerante y se bombea a alta presión al núcleo del reactor. Allí, gracias a la energía liberada por la fisión de núcleos, el agua se calienta y se libera en forma de vapor, que acciona turbinas para producir electricidad.

Sin embargo, si en lugar de agua se utiliza sal como refrigerante primario, esta puede absorber enormes cantidades de calor a presión atmosférica, lo que hace que los reactores que utilizan esta tecnología puedan funcionar a temperaturas muy elevadas. Esto podría, a su vez, propiciar la producción de calor de alto grado y abrir las puertas a la descarbonización de procesos industriales como la producción de hidrógeno para acero verde sin que se emitan grandes cantidades de gases de efecto invernadero (GEI), como sucede actualmente en la producción de hidrógeno con combustibles fósiles.

Los MSR suscitan cada vez más el interés a escala internacional, ya que pueden suministrar grandes cantidades de electricidad de manera eficaz y eficiente en relación con los costos y producir calor industrial de alta temperatura que puede emplearse en diversas aplicaciones industriales. Ofrecen las mismas ventajas que los reactores de alta temperatura refrigerados por gas (que utilizan gas helio como refrigerante en lugar de sales fundidas).

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Los MSR comenzaron a desarrollarse en la década de 1950 y algunos diseños más recientes no requieren combustible sólido, con lo que se elimina la necesidad de fabricar este combustible y someterlo a disposición final. Los MSR con tecnología de combustible líquido generan menos desechos nucleares de actividad alta porque tienen un límite de quemado más alto en el combustible que se utiliza para alimentarlos, lo que se traduce en menos cantidad de desechos.

Además, los MSR en general tienen características de seguridad pasiva, es decir, elementos de diseño que mejoran la seguridad mediante principios físicos naturales sin que se requiera la intervención del ser humano. Por ejemplo, si un reactor de un MSR se recalienta, la sal líquida se expande y aumenta de forma natural la fuga de neutrones del núcleo del reactor, lo que significa que estos ya no están disponibles para provocar la fisión. Esto reduce la tasa de fisión nuclear y la temperatura. Algunos MSR disponen de un tanque de drenaje especial situado debajo del reactor. Si el reactor se calienta demasiado, se funde un tapón de sal sólida, lo que permite que la sal fundida fluya hacia el tanque de drenaje y detenga la reacción por completo sin necesidad de intervención del ser humano ni de energía externa.

Tanto el uranio, como el plutonio y el torio pueden disolverse en composiciones salinas adecuadas, lo que significa que los MSR tienen la posibilidad de adaptarse a diversos ciclos del combustible nuclear (como los ciclos uranio-plutonio y torio-uranio), dando lugar así a ciclos del combustible más sostenibles. Un uso más eficaz del plutonio permitiría eliminar la mayor parte de los desechos generados en los actuales reactores de agua ligera que utilizan este combustible. Además, el torio es tres veces más abundante que el uranio y más fácil de extraer.

Para obtener más información consulte nuestra explicación sobre el uranio.

Los MSR que se están desarrollando en la actualidad se basan en dos diseños principales: el primero utiliza barras tradicionales de combustible sólido, con sales fundidas como refrigerante en lugar de agua; el segundo es un modelo de combustible líquido, en el que el material fisible (uranio o torio) se disuelve en un refrigerante a base de sales fundidas. En estos diseños de combustible líquido, los productos de fisión se disuelven en la sal fundida, que puede circular por el núcleo del reactor donde experimenta la fisión y genera calor. A continuación, el calor se transfiere a un bucle secundario, donde acciona una turbina para producir electricidad. También se está desarrollando una variante de estos diseños, en la que sal de combustible fundido se carga en tubos metálicos sellados y una sal secundaria se utiliza como refrigerante.

Actualmente se están desarrollando varios diseños de MSR. Aunque muchos de los nuevos diseños siguen principios similares a los de los reactores desarrollados en el reactor experimental de sales fundidas del Laboratorio Nacional de Oak Ridge de los Estados Unidos en los años 60, como el “tapón de congelación” de sal, también hay muchas ideas nuevas por investigar, desarrollar y poner a prueba. Entre ellas cabe citar diferentes ciclos del combustible, diferentes sales de combustible y diseños modulares, que posibilitarían el ensamblaje en fábrica de los sistemas y componentes y su transporte como una unidad a determinado lugar para su instalación.

En el Canadá, un concepto de reactor modular pequeño (SMR) basado en sales fundidas superó en 2023 un examen crucial del diseño del proveedor previo a la concesión de licencias, el primero de este tipo realizado en relación con un MSR. Otros proyectos, como los de China, Rusia y los Estados Unidos, siguen avanzando, con la esperanza de que los MSR puedan empezar a desplegarse a mediados de la década de 2030.

Si desea más información sobre este tema, puede consultar: ¿Qué son los reactores modulares pequeños (SMR)?

Hay cuatro clases de MSR y seis familias principales. Encontrará más información en el siguiente informe sobre el estado de la tecnología de reactores de sales fundidas (en inglés).

Sin embargo, aún quedan por resolver muchos desafíos clave relacionados con los MSR. No se han elaborado normas de seguridad en el diseño y de transporte de sales de combustible y es necesario crear la cadena de suministro de componentes de reactor específicos de los MSR. Por lo general, no se conocen bien los análisis de los posibles escenarios de accidentes propios de los MSR y también quedan por realizarse más experimentos y pruebas de demostración de la seguridad. Hay que seguir estudiando los cambios químicos de la sal del combustible con el quemado y la retención de radionucleidos en condiciones normales y de accidente.

• El OIEA apoya el desarrollo y el despliegue de los MSR a través de una serie de iniciativas que incluyen reuniones técnicas y talleres.
• En 2023, el OIEA y la Agencia de Energía Nuclear de la Organización de Cooperación y Desarrollo Económicos (AEN de la OCDE) organizaron conjuntamente en Viena el Taller Internacional sobre la Química de los Ciclos del Combustible de las Tecnologías de Reactores de Sales Fundidas, y el OIEA publicó Status of Molten Salt Reactor Technology.
• Del 22 al 25 de abril de 2025 el OIEA celebra en su Sede en Viena (Austria) la Reunión Técnica sobre Física de Reactores, Termohidráulica y Diseño de Centrales de Reactores de Sales Fundidas.
• La Iniciativa de Armonización y Normalización Nuclear (NHSI) del OIEA, creada en 2022, estudia cómo acelerar el despliegue de reactores avanzados, entre ellos los MSR, mediante enfoques de reglamentación armonizados y la normalización industrial.
• El OIEA elabora publicaciones sobre el estado de la tecnología de los MSR.
• El OIEA también mantiene el Sistema de Información sobre Reactores Avanzados (ARIS), una plataforma web que recopila información, incluidos datos técnicos y otras características, sobre todos los reactores avanzados actualmente en desarrollo.