Resumen
El aumento de la demanda mundial de energía y los efectos de la combustión de los combustibles fósiles en el medio ambiente han
llevado a un creciente interés internacional por la generación termonuclear debido a varios factores, entre ellos la prácticamente nula
emisión de gases de efecto invernadero, el alto factor de capacidad, la compatibilidad medioambiental, la estabilidad del suministro y la
previsibilidad del precio de generación (tanto de combustible como de O&M). Varios países han buscado cambios en los estándares de
generación de energía, evaluando fuentes más eficientes, confiables y de bajas emisiones ubicadas cerca de los consumidores. Para
cumplir con los nuevos requisitos del sistema, los Reactores Modulares Pequeños (Small Modular Reactors, SMR) pueden ser una
opción, debido a una serie de ventajas específicas como menor inversión de capital y tiempo de construcción, disposición compacta,
modularidad y posibilidad de operación en diferentes tipos de redes.
Los SMR, que se definen como reactores nucleares con una potencia entre 20 y 300 MWe, valor inferior al de las actuales centrales
termonucleares comerciales, pero que asegura su uso en la generación de energía eléctrica, en la producción de hidrógeno, en
aplicaciones industriales, etc.
Actualmente existen unos 70 proyectos SMR, con diferentes diseños en cuanto al tipo de refrigerante, combustible y espectro de energía
de neutrones, características que apuntan a satisfacer diferentes expectativas. Los más adelantados se basan en los diseños de
reactores de aguas ligera ya existentes, previamente probados y ampliamente utilizados.
Hay que añadir que los métodos de cálculo (termohidráulico-neutrónicos) utilizados para el análisis de los de grandes LWR, basados en la
ecuación de la difusión en la aproximación de 2 grupos de energía no son adecuados para núcleos pequeños, con altas fugas de
neutrones (proyecto McSafer de la UE, https://mcsafer-h2020.eu/), por lo que hay que desarrollar nuevas herramientas, basadas en más
de dos grupos y como mínimo en la aproximación espacial SP3, y muy probablemente basadas en transporte (Ordenadas Discretas).
Así pues, la compacidad de los SMR, combinada con menos elementos de combustible (en términos de número absoluto, variación en el
quemado, tipos de BP, etc.), hace que el proceso de diseño del patrón de carga sea más desafiante y que el logro de un diseño de núcleo
optimizado sea más difícil.
Por tanto, es un paso lógico, después de la experiencia obtenida durante estos años en el desarrollo de códigos que resuelven la
ecuación del transporte de neutrones por varios métodos, el implementar una herramienta que se capaz de diseñar núcleos SMR, que
presentan una complejidad añadida desde el punto de vista del cálculo del flujo neutrónico. No se entiende este tipo de herramientas y
cálculos si no son con un código termohidráulico que aporte la realimentación necesaria para la selección de parámetros nucleares, que
se han tenido que generar expresamente para estos métodos neutrónicos (SP3 y SN).
En este marco de actuación se define el proyecto de investigación SMR-CD como un instrumento para disponer de herramientas de
cálculo de mayor precisión para el análisis de la futura flota de SMR, por temas económicos, de licenciamiento y de seguridad,
permitiendo profundizar en el análisis y mejora de los diseños y los límites de seguridad en la operación de estos, acordes a los fijados
por las Autoridades Reguladoras.
