Revista Mexicana de Física 19 (1970) FA41- FA50

REACTORES NUCLEARES

C. Vé1ez O.

Depqrtamento d~ Ingeniería Nuclear

Escuela Superior de Fí.tica y Matemáticas

Instituto Politéctlico Nacional

UN PO CO DE IIISTO RIA

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Si resulta difícil en general separar la física "pura" de la «aplica ...da", en el casode los rea~tores nucleares esta dificultad se ve agravadapor el carácter interdisciplinario de un campo de accividades que, a vecesconocido globalmente como"" ingeniería Duclea r", abarca desde energéticahasta física del plasma, pasando por campos tan disímiles como estructu-ra Duclea c, teoría del control y métodos numéricos.

Un poco de historia puede ayudarnos a definir lo que en México seha entendido y se entiende por -reactores nucleares", limitándonos, en laacepción usual, a los de fisión.

Los primeros trabajos sobre física de reactores se hacen en ~féxicoal principio de los años cincuentas, dentro de un grupo reducido que traba-jaba en el Instituto ~acional de la Investigación Científica 1- 7 • En gran'parte teóricos, esos trabajos tenían el objetivo claro de poner las bases pa-ra eldiseñoy consuucclónde un reactor experimental que fuera el punto departida para el aprovechamiento en México de la nueva fuente de energía.lIay que recordar que en aquellos tiempos la literatura sobre reactores nu'"cleares t=staba limitada a unos pocos libros y que la mayor parte de laspublicaciones y conferencias tenían el sello de Ilsecreto". de modo que si

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~n.país d~seaba construir reactores nuclea res, con fines pacíficos o no, elUnlCO camInO era el del propio desarrollo, utilizando materiales y tecnologíasal alcance del país.

Aquel esfuerzo no tuvo tiempo de prosperar, o de fracasar. Pronto sevió interrumpido por el advenimiento, en escala internacional, de los "Atomospara la Paz". Los gobiernos y las compañías eléctricas daban becas, losreactores de investigación se regalaban, o casi, y la humanidad entera se da-ha un abrazo nuclear y pacífico en la primera feria de Ginebra, en 1955. Enaquel mismoaño, en la sola Universidad de :\fichigan, ocho mexicanos inicia-ban estudios de ingeniería nuclear.

Hubo otra conferencia de Ginebra 8, 9 Yempezó el regreso de los estu-diantes. La Comisión Nacional de Energía Nuclear ya estaba constituida en~1éxico y fue naturalmente el polo de atracción para aquellos "ingenieros nu-cleares". Entonces, de nuevo hay que hacer memoria, los reaceores de po-tencia, pese a los pronósticos optimistas de unos años antes, no eran econó-micos en ninguna paree y los reactores de investigación eran sobre todo ar-tículos de prestigio. Seguros del futuro, los países más adelantados se-guían invirtiendo dinero y hombres en fincar los cimientos de una industrianuclear de potencia. En ~Iéxico se pensó en poner a trabajar nuestro capi-tal humano en el diseño y construcción de un reactor experimental que de-sarrollara, en lugar de agotar, nuestros recursos. Empezaba la década delos sesentas, pero nadie se atrevió a contar con las dos manos y se prepa-ró, más modestamente, un plan quinquenal; sin embargo, los plazos y losgastos parecieron excesivos. Faltos de algo más urgente, los recién llega-dos continuaron los traba jos inic iados en las univers ¡dades extra njeras 10. 11•

Eran los tiempos en que se acuñó la frase "la energía nuclear tuvO, tiene y

siempre tendrá un brillante futuro".Con la mira más baja, se habló de un conjunto sub crítico en la Uni-

versidad ~acional Autónoma de ~féxico, luego en la Comisión Nacional deEnergía Nuclear, por último en el InstitulO Politécnico Nacional, donde sepensó en poderlo hacer crítico mediante una sustitución de aguas12-15• Pa-só el tiempo y alguien vendió al Politécnico y al InstÍtuto Científico y Lite-rario de Zacatecas conjuntos subcrÍticos comerciales que. años más tarde.llegaron a tener uranio gracias a acuerdos internacionales. De cualquier-modo. aquel conjunto que nunca se llegó a construir fue. sin lugar a dudas,el subcrítico más calculado del mundo y todavía se continúa planeando 16- 20.

Lo que sigue es prácticamente historia contemporánea. Varios pro-yectos empezaron a definirse en direcciones casi paralelas. La Comisiéxt Nacionalde Energía Nuclear planeó e mició la construcción de un Centro Nuclear conun reactor TRIGA '\IARK lB, lo que requirió antes la elección de un sitio

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apropiado, desde el punto de vista de la seguridad, para lo que sería el peí ..mer centro nacional de investigaciones nuclcares21 y originó un esfuerzo dedefinición de organización y planes de trabajo22. La desalación nuclear tu ...VD dos importantes exponentes en ~1éxico: el proyecto del Noroeste23 y elproyecto Texcoco24• Por otro lado, el usode plantas nucleares para laproducción de electricidad exclusivamente empezó a tener, a partir de 1963,una justificación económica en sistemas eléctricos suficientemente grandesy con el tiempo, más por el crecimiento de los sistemas que por el abarata.miento de las plantas, se vio el interés de considerar la energía nuclear enla expansión del sistema eléctrico central de Méxieo2S"'27.

LA SITUACION ACTUAL

La anterior reseña histó rica no pretende ser completa, ni puede serobjetiva, pero trata, por lo menos, de ser justa. ~Iás importante es el aná-lisis de la situación actual.

El hecho principal en el panorama de los:reactores nucleares enMéxico es la existencia del reactor de investigación TRIGA ~lARK Ill, ins.trumento poderoso y versátil, dotado de instalaciones de apoyo que aunqultodavía inc omple tas han s ido prev is tas con mucha amplitud. A lcanzada lacriticidad en noviembre de 1968 y pasadas las operaciones de ajuste y ca-libración28, es de esperarse que el reaCtor del Centro Nuclear cuente en to-dos los niveles con el personal necesario, en calidad y número y con los fon-dos suficientes para hacer un uso adecuado de la cuantiosa inversión reali-zada.

La decisión, por parte de la Comisión Federal de Electricidad, deconstruir una planta nucleoeléctrica de 600 ~IWconstituiría un aconteci-miento de primera magnitud que influiría en el desarrollo de muchas de lasactividades de la Comisión Nacional de Energía Nuclear y, hay que supo-ner, en varios campos de la enseñanza y de la industria. Este proyect029

se encuentra actualmente en la fase de revisión de las ofertas presenta-das por siete fabricantes de cinco países que proponen cuatro tipos dife-rentes de reactores: de agua a presión (Westinghouse, Mitsubishi,Siemensy Combustion Engineering), de agua hirvienre (General Electric), avanzadode gas (The Nuclear Power Group) y de uranio natural y a~ua pesada(Atomic Energy of Canada Limited). De acordarse la construcción de laplanta nuclea r, ésta entraría en operación en el sistema interconectadocentro-sur a fines de 1975. De aquí a entonces habría que enfocar)' en

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alguno~ ..casos resolver distintos problemas de legislación, reglamentación,obtenclOn del combustible, etc. Sobre todo, esa econstrucción haría que enla mente de mucha gente los reactores nucleares se trasladasen del dominiode la ciencia ficción al de la realidad económica y permitiría un planteamien-t~ serio de un plan de desarrollo nuclear en México, con todas sus repercu-sIOnes, desde la minería hasta la industria electrónica, desde la enseñanzamedia hasta la investigación científica.

En esta revisión de la situación actual de los reactores nucleares enMéx ica, ha y que mencionar el fune ionamiento de un La boratoe iD Nuc lea r enla Universidad Nacional Autónoma de ~iéxico y de un Departamento de Inge-niería Nuclear, denao de la Escuela Sllperior de Física y Matemáticas delInstituto Politécnico Nacional30 • .31. Es realmente asombroso que la ensemn-za de la ingeniería nuclear haya podido sobrevivir tantos años en México,con una carencia <;asi total de apoyos y estímulos externos. A los maestrOSy alumnos que persever¡uon anticipándose a las necesidades que se veíanllegar, se debe que exista hoy una generación de técnicos nucleares que estásustituyendo a la que se formó en el extranjero y que, a su re~reso, no logróarraigar en el campo de la ingeniería nuclear. Lo más importante de todoes que existen los instrumentos para formar los especialistas que se nece-sitarán en número creciente. Las instalaciones y laboratorios con que cuen-tan Universidad y Politécnico no son muy impresionantes, sobre todo si secomparan .:on instituciones extranjeras, pero una más estrecha colaboraciónentre sí y con'la Comisión Nacional de Energía Nuclear permitirá esa rela-ción entre centros de investigación y centros ::le ensemnza que tan buenos

resultados ha dado en otras partes.

AREAS DE TRABAJO

Las áreas de trabajo sobre reactores nucleares actUllmente cultiva-das en México corresponden a preocupaciones de diferente Índole. En al-gunos casos, se trata de temas sugeridos o estimulados por el renovado in"

~. .32rerés en reactores de potencia, sobre todo en los aspectos energetlcos yde localización33• J.4 que están en el origen de cualquier proyecto nuclear:

En la Comisión Nacional de Energía Nuclear se sigue trabajando encombustibles nucleares, de los tipos eo us035 o con vistas a reactores fu.

turos.36.En las instituciones educativas, como es natural, el espectro de io-

vestigaciones es más amplio e incluye desde temas que son propiamente

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aplicaciones de reactores nucleares, tales como el análisis por activaciál37• 3B

hasta temas que se relacionan con aspectos de la física de reactores39, eincluso con características básicas de la interacción de fragmentos de fisióncon la materia40."1•

PERSPECTIVAS

No hay que engañarse, el balance anterior, esquemático y todo, esbastante pobre. Sin ser exuaordinaria, México ha realizado una inversiónapreciable en energía nuclear pero, extendida durante muchos años y dema-siados campos, no ha dado muchos frutos. En panicular, la labor realiza-da en reactores nucleares no se compara con la hecha en otros países demenos recursos y, a veces, mayores necesidade~. En éste como en ouoscampos de la actividad nacional, puede culparse al destino que nos colocóentre Guatemala y los Estados Unidos, en una región de tan altísimo gra-diente que nos resulta difícil darnos cuenta de nuestro propio tamaño yapreciar nuestras posibilidades reales 42 •

Sm embargo, la situación puede cambiar radicalmente en pocos años.La " infraesuuctura", como se dice ahora, de investigación y educ~ción es-tá ya hecha, en el Centro Nuclear, en la Universidad y en el Politécnico.Si la Comisión Federal de Electricidad confirma la conveniencia de usar laenergía nuclear para la generación de electricidad, se puede esperar que es-to sirva de estímulo a la 'Comisión Nacional de Energía Nuclear y que, en loque se refiere a reactores nucleares, eFE y CNEN puedan prestarse colabo-ración y apoyo recíprocamente. :-Iabrá que cuidar, no obtante, que las con-veniencias inmediatas no oculten las necesidades futuras y que, sin descui-dar los problemas urgentes, puedan realizarse uabajos de investigación ydesarrollo a más largo plazo, especialmente en el campo de los reactoresrápidos.

Parece que nunca se agotará el terr.a de la utilidad de la investiga-ción pura y aplicada en un país como México. No se agorará, por lo menos,mientras no logremos desterrar la idea de que la investi~ación es un lujopara países ricos, cuando se ha demostrado que es, por el contrario, un8inversión para conservar y acrecentar la riqueza. No hace falta muchaimaginación para darse cuenta de que sólo investigando, aun en modestaescala, puede uno entender lo que otroS investigadores hacen y aprovecharasí, sin retrasos, los progresos que se logren en oaos países. La necesi-dad de una "pirámide", de talentos es menos evidente, pero la experiencia

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en otras partes ha enseñado que, además de servir de difusor de conOCImIen-

tos hacia abajo y de ejemplo y guía, el vértice de esa pirámide actúa comofolTapón" para impedir la "fuga de cerebros". 'Los reactores nucleares, apa-gado ya el brillo de los primeros años, siguen siendo una disciplina en que seconjugan la teoría y la aplicación, el más puro interés científico y el máspoderoso incentivo económico. En eso radica su interés y también su poten-cial para contribuir al desarrollo armónico de ~téxico.

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