La colaboración entre el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) está revolucionando la industria nuclear en Estados Unidos. En este contexto, se ha introducido un nuevo tipo de combustible recubierto de cromo que promete aumentar la eficiencia y la seguridad de los reactores nucleares.
Con un renovado interés por la energía nuclear en el país, el equipo de investigación del MIT se dedica a desarrollar combustibles de próxima generación, acelerar la implementación de reactores modulares pequeños (SMRs) y explorar la posibilidad de contar con el primer reactor nuclear en el espacio.
Desde hace décadas, investigadores del MIT e INL trabajan en estrecha colaboración, participando en esfuerzos conjuntos que incluyen investigaciones compartidas, pasantías para estudiantes y postdoctorados, así como acuerdos que permiten a empleados del INL pasar períodos prolongados en el campus del MIT para investigar y enseñar. Además, el MIT es miembro fundador de la Alianza Energética Battelle, que gestiona el INL para el Departamento de Energía desde 2005.
Un enfoque colaborativo hacia la innovación nuclear
Esta colaboración permite a la comunidad del MIT abordar los principales desafíos que enfrenta la industria nuclear estadounidense mientras fortalece la infraestructura investigativa del INL. Según Jacopo Buongiorno, profesor de Ciencia e Ingeniería Nuclear en el MIT, “el Laboratorio Nacional de Idaho es el laboratorio líder en tecnología nuclear en Estados Unidos hoy en día; por eso es esencial que MIT trabaje mano a mano con INL”. A lo largo de los años, numerosos estudiantes y postdoctorados del MIT han realizado pasantías en INL, y un memorando de entendimiento que reforzó esta colaboración fue ampliado dos veces desde su firma en 2019.
Ian Waitz, vicepresidente de investigación del MIT, subraya que “la sólida historia colaborativa entre MIT e INL nos permite contribuir conjuntamente con tecnologías prácticas para fomentar el crecimiento de una energía nuclear limpia y segura. Este es un claro ejemplo de cómo una colaboración rigurosa entre sectores y las principales instalaciones de investigación del país puede avanzar hacia la prosperidad económica, salud y bienestar en EE.UU.”
Investigación con impacto significativo
Gran parte de la investigación conjunta entre MIT e INL se centra en pruebas y simulaciones de nuevos materiales nucleares, combustibles e instrumentación. Una de las colaboraciones más significativas surgió tras el accidente nuclear ocurrido en Fukushima, Japón, en 2011, donde investigadores del MIT ayudaron a identificar aleaciones que podrían implementarse rápidamente para mejorar la seguridad y aumentar la densidad del combustible.
"Estas nuevas aleaciones pueden soportar condiciones mucho más desafiantes durante incidentes anormales sin reaccionar químicamente con vapor, lo que podría resultar en explosiones de hidrógeno durante accidentes", explica Buongiorno. Los combustibles probados finalmente fueron adoptados por plantas energéticas a lo largo del país, comenzando con el Centro de Energía Limpia Byron en Illinois.
Nuevas fronteras: materiales para exploración espacial
Además del desarrollo de nuevos materiales y combustibles, Buongiorno menciona que "la gente no solo llega al MIT con ideas; colaboramos con la industria y laboratorios nacionales para desarrollar nuevas ideas juntos". Otro proyecto destacado fue liderado por Koroush Shirvan, quien analizó costos asociados a diferentes diseños reactorales y desarrolló una herramienta open-source para ayudar a evaluar su viabilidad.
"La razón por la cual no estamos construyendo un solo reactor nuclear actualmente en EE.UU. son los costos y riesgos financieros", afirma Shirvan. Su equipo también investiga nuevos métodos de fabricación para combustibles nucleares destinados a ser utilizados incluso en misiones lunares.
"Se requieren materiales ligeros para estos reactores nucleares porque deben enviarse al espacio", añade Shirvan. Sin embargo, hay escasa información sobre cómo estos materiales ligeros se comportan en entornos nucleares.
Fortaleciendo el futuro nuclear mediante educación e investigación
Cada verano, estudiantes del MIT realizan pasantías en los laboratorios del INL como parte integral de su formación. "Es un ejemplo claro del acceso que tienen nuestros estudiantes a instalaciones investigativas avanzadas", destaca Shirvan.
A través de nombramientos conjuntos entre ambas instituciones se potencia aún más esta cooperación. Un ejemplo es Sacit Cetiner, científico distinguido en INL que dirige el Centro Conjunto para Instrumentación Reactor Nuclear y Física Sensorial (CRISP). Este centro se enfoca en áreas tecnológicas clave relacionadas con instrumentación y controles dentro del ámbito nuclear.
Cetiner señala: "Para hacer que los reactores avanzados sean competitivos económicamente, es fundamental abordar problemas operativos anticipados durante la fase de diseño". La colaboración directa con INL brinda a estudiantes y académicos oportunidades valiosas para generar un impacto real en este campo.
Buongiorno concluye enfatizando que "MIT tiene un papel crucial que desempeñar para avanzar la industria nuclear del país", ya sea mediante pruebas o evaluaciones económicas sobre nuevos diseños nucleares.
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