El reactor de sales fundidas (reactor de sal líquida, ZhSR, MSR) es uno de los tipos de reactores nucleares de baja presión en los que el refrigerante se basa en una mezcla de sales fundidas, que pueden operar a altas temperaturas (la eficiencia termodinámica del reactor es directamente proporcional a la temperatura de funcionamiento), quedando ésta a baja presión. Esto reduce el estrés mecánico y mejora la seguridad y la durabilidad.
En algunas realizaciones, el combustible nuclear también es líquido y es un refrigerante, lo que simplifica el diseño del reactor, iguala el consumo de combustible y también hace posible reemplazar el combustible sin apagar el reactor.
Como sales, comúnmente se sugieren fluoruros de actínidos (según el tipo de reactor y combustible, estos son torio , uranio , plutonio y otros actínidos).
La capacidad de alimentar combustible fresco, homogeneizar el núcleo y eliminar los productos de fisión (especialmente gaseosos) cuando se opera a potencia hace que el ZhSR sea un excelente reactor reproductor (reactor reproductor ) y postcombustión de desechos de vida larga (especialmente actínidos).
También existen proyectos de reactores nucleares subcríticos sobre sales fundidas, en este caso las sales fundidas también pueden servir como blanco para el acelerador-driver, lo que soluciona el problema con la estabilidad del blanco y la uniformidad de su quemado.
Dado que las reservas de uranio son limitadas, la industria nuclear del futuro está asociada de una forma u otra a los reactores reproductores y al uso de uranio-238 (99,3% del uranio natural) y torio-232 como combustible (las reservas disponibles son aproximadamente tres veces mayores que las del uranio-238).
Las ventajas de ZhSR se vuelven especialmente notables cuando se utilizan como productores de combustible; esto es posible tanto en neutrones térmicos (con combustible de torio-uranio y producción de uranio-233 a partir de torio-232), como en neutrones rápidos (con combustible de uranio-plutonio). y producción de plutonio-239 a partir de uranio-238). En este caso, es posible agregar solo el material de origen (uranio natural o torio natural) al reactor y extraer los fragmentos. En un reactor de combustible sólido convencional, esto implicaría extraer el combustible gastado y enviarlo a un costoso reprocesamiento para separar el combustible gastado de los fragmentos de fisión. Esto es especialmente importante para los reactores de torio, porque cuando se irradia con torio-232, también se forma uranio-232. La serie de desintegración del uranio-232 contiene isótopos gamma activos muy desagradables que hacen extremadamente difícil el manejo de cualquier combustible.
Como sales, a menudo se propone usar fluoruros o cloruros, en particular, como tampón: FLiBe, una solución de fluoruro de litio y fluoruro de berilio. Como regla general, estas son sales con un punto de fusión relativamente bajo: 400-700C.
Los ZhSR a menudo se posicionan como reactores de seguridad mejorados (naturales) por varias razones:
- el combustible está en estado líquido, por lo que es fácil garantizar la seguridad natural contra el sobrecalentamiento del reactor: en este caso, el tapón sólido del reactor se funde y el combustible se drena en una trampa con geometría obviamente subcrítica y neutrones absorbentes;
- la eliminación constante de productos de fisión gaseosos y la reposición constante de combustible nuevo hacen posible que no se introduzca en el reactor combustible con un gran margen de reactividad, lo que reduce los riesgos de fuga incontrolada del reactor;
- la baja presión en la vasija del reactor permite aumentar la seguridad (además, permite prescindir de estructuras extrafuertes bajo irradiación, en comparación, por ejemplo, con VVER, esto es una ganancia económica).
Las temperaturas relativamente altas (por lo tanto, la alta eficiencia), la simplicidad y la compacidad del equipo central, la posibilidad de repostar en el poder, el uso de combustible muy barato (el combustible para otros tipos de reactores suele ser un producto mecánico muy complejo y costoso) hace que ZhSR muy atractivo.
ZhSR como un tipo de reactor está incluido en el programa de búsqueda GEN4, ahora varias empresas innovadoras están anunciando sus desarrollos ZhSR como un reactor del futuro.
Sin embargo, este tipo de reactor también tiene desventajas. En primer lugar, esto se refiere a la química muy compleja del combustible y los materiales del casco, que deben soportar un entorno muy corrosivo en condiciones de potente radiación ionizante, incluidos los neutrones. Los primeros experimentos ( MSRE - American melten salt reactor) mostraron que el problema no debe subestimarse.
A pesar de las propuestas existentes para la reposición continua de combustible y/o la extracción de fragmentos absorbentes del mismo, esto aún no se ha implementado en la práctica, y conlleva riesgos técnicos significativos cuando se detalla e implementa.
Hay serias críticas al enfoque en sí: muchos creen que la eliminación de dos barreras de seguridad (la cubierta de la pastilla y el elemento combustible en VVER frente a la fusión simple de combustible en ZhSR) aumenta los riesgos de emisiones radiactivas.
Finalmente, los críticos señalan que al costo actual del uranio, los reactores reproductores no son rentables, lo que significa que ZSR pierde una parte importante de sus ventajas.
Los proyectos existentes son reactores homogéneos (incluidos los de neutrones rápidos ) que funcionan con una mezcla de fluoruro fundido Li- litio , Be- berilio , Zr- zirconio , U- uranio .