Un trabajador de laboratorio posee una sección transversal de TriSo Fuel el viernes 27 de junio de 2025 en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV
Cerca de las señales que advierten sobre el riesgo radiactivo en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, media docena de trabajadores de la compañía de energía nuclear X-Energy están haciendo lo que parece ser bolas de billar grises. En el interior, están llenos de miles de pequeñas esferas negras que contienen una mota de uranio enriquecida más allá de lo que usan las centrales eléctricas de hoy.
Estados Unidos está persiguiendo una nueva era de energía nuclear que los bancos en la producción nacional de combustible de reactores como X-Energy está haciendo, y aunque el trabajo en Oak Ridge se desarrolla en solo 3.000 pies cuadrados, X-Energy y otros ya están acelerando para una gran producción.
El presidente Donald Trump estableció el objetivo de cuadruplicar la producción nacional de energía nuclear en los próximos 25 años, firmando órdenes ejecutivas en mayo para acelerar el desarrollo. Una nueva ola de reactores nucleares avanzados podría estar en funcionamiento alrededor de 2030.
Pero al igual que los autos no funcionarán sin gasolina, esas plantas no funcionarán sin combustible. Para expandir la energía nuclear a largo plazo, la nación debe maximizar su producción de combustible nuclear, Según Trump.
En Oak Ridge, X-Energy ha incorporado un campus masivo de casi $ 2 mil millones para una nueva instalación de fabricación de combustible, la primera en los Estados Unidos en más de medio siglo. La empresa de combustible nuclear estándar Nuclear, también en Oak Ridge, tiene como objetivo producir toneladas métricas de combustible para reactores avanzados. Un proveedor llamado Orano también busca construir una instalación de enriquecimiento de uranio multimillonario cercano.
“Este es un momento único”, dijo Tyler Gerczak, investigador principal del Laboratorio Nacional de Oak Ridge para la Cooperativa con la subsidiaria de X-Energy Triso-X. “El impulso es increíble”.
Los granos de uranio envueltos en tres capas alternativas de carbono pirolítico y carburo de silicio que se usan para la fabricación de combustible triso son visibles el viernes 27 de junio de 2025 en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV
Hacer el ‘combustible nuclear más robusto’
Associated Press recorrió el laboratorio donde X-Energy está haciendo pequeñas cantidades de combustible para las pruebas. Cualquier persona más allá de una cadena magenta y amarillo que advierte sobre la radiactividad debe usar vestidos, dos capas de guantes y monitores de radiación. Cuando se van, se prueban la radiactividad.
X-Ennergy, una compañía con sede en Maryland, utiliza uranio para hacer el llamado combustible de triso, lo que se conoce como “guijarros”. Esas son las bolas de billar. El departamento de energía dice que es el el combustible nuclear más robusto en la tierra porque las partículas no pueden derretirse en un reactor.
En el laboratorio, el primer paso es hacer un cóctel de uranio que se asemeja a la limonada amarilla oscura.
El polvo de uranio, en forma de octóxido de triuranio, se agrega al ácido nítrico, dijo Dan Brown, vicepresidente de desarrollo de combustible para Triso-X. Luego se agregan carbono y una solución orgánica. Tienen dos recipientes de vidrio configurados: uno usa una chaqueta con calefacción, que se parece casi a un pequeño suéter, que ayuda a que el uranio se disuelva en la solución ácida. El segundo enfría la solución ácida mientras se agrega la fuente de carbono, lo que gira la mezcla cerca de negro, dijo.
La construcción continúa en la instalación de fabricación de combustible de energía Triso-X el viernes 27 de junio de 2025, en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV
En otra estación, en un tubo largo y transparente, el cóctel se solidifica en pequeñas esferas negras con una consistencia de forma de gelatina. Esas bolas negras, aproximadamente del tamaño de las semicpys, luego viajan a través de máquinas bajo temperaturas de hasta 1,800 grados centígrados para obtener recubrimientos de carbono protectores, como la inmersión de los dulces, que hacen que parezcan BBS muy pequeños.
X-Energy utiliza grafito y otros materiales cohesivos para unir 18,000 núcleos en una esfera más grande. Eso se recubre en una capa final de grafito para sellar la piedra final. Al final, es lo suficientemente fuerte como para resistir el peso de un SUV.
Las guijarros eventualmente renunciarán a su energía en el reactor nuclear nuclear de alta temperatura refrigerado por gas se está desarrollando, con aproximadamente 220,000 guijarros por reactor, como las chicles en una máquina de chinitos. Cuando salen de la parte inferior, si permanece energía, las guijarros volverán a la cima para otro pase. Cada uno podría usarse unas seis veces. X-Energy también planea fabricar productos de combustible para otros diseños de reactores avanzados.
Taylor Duffin, de Triso-X, una subsidiaria de X-Energy, analiza una muestra de combustible Triso a través de un microscopio el viernes 27 de junio de 2025, en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV
El Laboratorio Nacional le da a X-Energy su experiencia, investigación y equipos de alta tecnología para el análisis y evaluará muestras, al igual que algunas universidades. Otras muestras se archivan. El Laboratorio Nacional de Idaho recibió un lote por su reactor de prueba avanzada, dijo Brown.
Los críticos de construir más reactores nucleares dicen que son demasiado caros y más riesgosos que otras fuentes de energía baja en carbono.
“Sin una disminución sustancial en los costos de construcción, no vale la pena las emisiones evitadas de gases de efecto invernadero”, dijo David Kemp, analista de políticas del Instituto Cato.
Kemp dijo que el objetivo de cuadruplicación de 25 años de Trump no es realista porque significaría construir reactores nucleares más rápido que nunca. Estados Unidos carece de reactores de próxima generación que funcionen comercialmente y solo se han construido dos nuevos reactores grandes desde cero en casi 50 años. Esos dos, en una planta nuclear de Georgia, se completaron años tarde y al menos $ 17 mil millones sobre el presupuesto.
Una celda de combustible Triso se mide el viernes 27 de junio de 2025 en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV
Trabajando para ‘ampliar’ la producción nacional de combustible nuclear
Muchos reactores de próxima generación utilizarán un uranio de bajo enriquecimiento. Es el combustible que se enriquece a un nivel más alto que el uso tradicional de reactores nucleares grandes, lo que permite que los reactores más nuevos funcionen más tiempo y más eficientemente, se sienten en huellas más pequeñas y producen menos desechos, según los Departamento de Energía.
Hay poco de eso en los Estados Unidos en este momento.
Solo Rusia y China actualmente tienen la infraestructura para hacer grandes cantidades de uranio bajo enriquecido. En los Estados Unidos, Centrus Energy produjo los primeros 20 kilogramos de uranio bajo enriquecidos de la nación En más de 70 años A finales de 2023, para mostrar que puede producir cantidades limitadas para reactores comerciales.
Una gran conclusión de las órdenes ejecutivas de Trump es la necesidad de “ampliar” la producción nacional de combustible nuclear para reducir la dependencia de fuentes extranjeras y permitir en la expansión a largo plazo de la energía nuclear estadounidense, según el departamento de energía.
Una sección transversal de TriSo Fuel es visible el viernes 27 de junio de 2025 en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV
En la Asociación Comercial del Instituto de Energía Nuclear, Benjamin Holtzman, director de New Nuclear, dijo que cree que el combustible estará listo para una nueva generación de reactores nucleares estadounidenses necesarios para satisfacer la creciente demanda de electricidad, si se toman las acciones correctas ahora.
El CEO de X-Ennergy, J. Clay Sell, dijo que espera ayudar a resolver el problema de combustible para que no contenga el desarrollo de nuevos reactores. El Departamento de Energía ha otorgado fondos a X-Energy. Amazon también invirtió en X-Energy, y están colaborando para traer más de 5 gigavatios de nuevos proyectos de energía estadounidense en línea para 2039.
X-Energy es el único con una aplicación ante la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos para licenciar una nueva instalación de fabricación para transformar el uranio enriquecido en productos de combustible para reactores nucleares. Otro solicitante ha pedido enmendar una licencia existente para hacer combustible para reactores avanzados, según el NRC. Alrededor de cinco compañías adicionales han dicho al NRC que están interesados en hacer combustible para reactores avanzados.
La construcción continúa en la instalación de fabricación de combustible de energía TRISO-X el viernes 27 de junio de 2025 en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV Tyler Gerczak, izquierda, de Oak Ridge National Laboratory y Dan Brown, Ridting, de TRISO-X, un hormigón X-energía, describe el método de fabricación de combustible triso en un laboratorio el viernes 27 de junio, 2025, en el crediete de Hinn. AP Photo/George Walker IV Dan Brown, vicepresidente de desarrollo de combustible de la subsidiaria de X-Energy Triso-X, demuestra cómo se utiliza Uranio Liquid Uranium para crear TriSo Fuel, viernes 27 de junio de 2025, en Oak Ridge, Tenn. Crédito: AP Photo/George Walker IV El Atlas-1, utilizado para crear Triso Fuel Visible, 27 de junio, 2025, en Oak Ridge, At. Walker IV
El laboratorio piloto de X-Ennergy en el Laboratorio Nacional comenzó en 2016. La compañía ahora tiene 100 acres en Oak Ridge y crece para su complejo de producción de combustible nuclear.
La primera fábrica podría estar operativa a fines de 2027 o principios de 2028, capaz de operar pleno funcionamiento de suficientes orbes de combustible para alimentar 11 de sus reactores de la nueva era; Un segundo para finales de 2029, con una capacidad cuatro veces mayor, dijo el presidente de Triso-X, Joel Duling.
“He pasado por dos o tres ‘renacies nucleares'”, dijo Duling. “Esto no es un renacimiento. Este es un cambio de juego”.
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Cita: Una mirada dentro de un laboratorio que hace el combustible avanzado para impulsar las ambiciones de energía nuclear de EE. UU. (2025, 16 de julio) recuperado el 16 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-lab-avanzado-fuel-power-nuclear.html
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