Las centrales nucleares van camino de generar más de 140.000 toneladas de combustible nuclear gastado (SNF) antes de 2060. Cada año, 2.000 toneladas de metales pesados ​​radiactivos se suman al creciente inventario de combustible retirado de los reactores nucleares, tanto en funcionamiento como fuera de servicio. En las próximas décadas, el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) tendrá que transportar ese material a futuras instalaciones de almacenamiento. La cantidad de combustible gastado existente (90.000 toneladas) ya está superando las opciones de almacenamiento disponibles actualmente. Los contenedores de almacenamiento y las piscinas de refrigeración han alcanzado su capacidad máxima en muchas de las 75 plantas que albergan SNF en sus instalaciones. Este material nunca tuvo la intención de permanecer en estos sitios a largo plazo. Pero, con los esfuerzos de almacenamiento permanente paralizados desde principios de la década de 2000, una solución que alguna vez fue temporal se convirtió en el statu quo, lo que dejó al DOE pagando 10.600 millones de dólares para cubrir los costos de almacenamiento de las empresas de servicios públicos. Sin embargo, los reguladores y los legisladores finalmente están haciendo algo al respecto. El Congreso ordenó recientemente al Departamento de Energía que buscara un sitio de almacenamiento consolidado provisional para guardar SNF hasta que esté disponible una solución permanente, probablemente un depósito geológico ubicado entre 300 y 1.000 metros bajo tierra. Sin embargo, este futuro depósito está al menos a una década de distancia. Mientras tanto, el Departamento de Energía está abordando un desafío secundario: modernizar los vagones existentes para dar cabida a la eventual ampliación de los envíos de SNF. El resultado es Atlas, un sistema de varios vagones diseñado para transportar alrededor de 217 toneladas de SNF y desechos radiactivos de alto nivel a futuros destinos de almacenamiento y eliminación. Después de una década y 33 millones de dólares de desarrollo, la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses (AAR) recientemente autorizó el sistema de 12 ejes para operar en todos los principales ferrocarriles de carga en los Estados Unidos. El vagón principal de Atlas lleva un contenedor de SNF sujeto por una cuna de 7 toneladas y dos topes finales de 10 toneladas. Dos vagones de amortiguación proporcionan un espacio seguro entre el vagón principal y las dos locomotoras que impulsan el tren, así como un furgón de cola de un vehículo de escolta ferroviario (REV) que transporta personal de seguridad armado para la vigilancia. La Armada de los EE. UU. co-desarrolló el vehículo de escolta, para reemplazar su propio vehículo de escolta.[SC4] La flota de REV, que se utiliza para escoltar por ferrocarril el combustible nuclear de bajo coste de la Armada y los componentes clasificados de los buques, utiliza comunicaciones por satélite y por celular, así como un enlace de radio en malla para mantenerse en contacto con las cabinas. Los ingenieros terminaron las pruebas finales del Atlas en septiembre de 2023 con un viaje de 2.700 kilómetros desde Colorado hasta Idaho. Departamento de Energía de EE. UU. Históricamente, tanto los camiones como los trenes han transferido miles de envíos de combustible nuclear irradiado entre los sitios de investigación del DOE, los reactores propiedad de las empresas de servicios públicos y la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos de Nuevo México, el único depósito geológico profundo del país para los desechos generados por armas. Si bien el límite de peso legal de los camiones es de 36 toneladas, el ferrocarril puede manejar de manera eficiente los contenedores de combustible nuclear de bajo coste de alta capacidad y el suelo contaminado de los sitios de limpieza en un solo envío. El sistema avanzado de monitoreo en tiempo real de Atlas se basa en estas capacidades. Atlas llega en un momento en que la energía nuclear sigue siendo un contribuyente clave de energía limpia en los EE. UU., superando a la eólica y la solar para generar el 18,6 por ciento de la electricidad del país el año pasado, suficiente para más de 70 millones de hogares. A pesar de su alta capacidad, los reactores nucleares producen un volumen relativamente bajo de desechos. Las salidas anuales de SNF se traducen en menos de la mitad de una piscina olímpica. Después de que el combustible se gasta dentro de un reactor, los operadores de la planta sumergen los conjuntos de combustible en piscinas de concreto de 40 pies revestidas de acero para aislar la radiación. Una vez que se enfría durante al menos cinco años, el SNF se mueve a contenedores de acero protegidos por una capa exterior de concreto, acero o ambos. Estos contenedores secos pueden permanecer en el lugar durante 40 años. El combustible nuclear gastado se almacena en todo Estados Unidos, y gran parte de él se encuentra a miles de kilómetros de los sitios de almacenamiento existentes y futuros. Oficina de Responsabilidad Gubernamental de los Estados Unidos En la década de 1980, la Ley de Política de Residuos Nucleares ordenó al DOE comenzar a desechar permanentemente SNF en un depósito subterráneo en Yucca Mountain, Nevada. Sin embargo, la oposición social y política finalmente anuló el proyecto, que fue muy controvertido. La complejidad regulatoria de una solución de almacenamiento permanente sigue siendo una barrera crítica en la gestión de SNF, en particular en medio de la incertidumbre sobre la seguridad del almacenamiento en seco a largo plazo. Como el DOE está en las primeras etapas de la ubicación de una instalación provisional federal, es probable que el SNF permanezca en las plantas hasta fines de la década de 2030. El DOE dice que el desarrollo de Atlas duró 10 años debido a la complejidad de la S-2043 de AAR, la norma más estricta para vagones de carga que transportan SNF y desechos radiactivos de alto nivel en América del Norte. Atlas tiene un conjunto de sensores que rastrean 11 parámetros de rendimiento requeridos por S-2043, como condiciones de rodamiento, velocidad, balanceo y frenado. El sistema integrado de monitoreo de seguridad y protección cuenta con mecanismos para evitar descarrilamientos por fallas o degradación del equipo. El DOE inicialmente imaginó a Atlas como un vagón de ocho ejes. Durante la fase de diseño conceptual, el modelado por computadora indicó que el rendimiento del tren podría no cumplir con todos los requisitos de S-2043. En esa época, la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) certificó un nuevo contenedor de 190 toneladas, que es demasiado pesado para las cargas por eje en un vagón más pequeño. Estas circunstancias inspiraron un rediseño de 12 ejes. Los vagones Atlas están separados de las locomotoras y el vagón de escolta por vagones de amortiguación vacíos para mantener una distancia segura del combustible nuclear gastado. Departamento de Energía de EE. UU. Los vagones y las locomotoras completaron una demostración de aproximadamente 2700 kilómetros (1680 millas) para garantizar la compatibilidad y seguridad en la vía. El ensayo, que viajó sin problemas desde Colorado hasta Idaho, simuló el contenedor más pesado certificado por la NRC con pesos ficticios de acero que sumaban casi 220 toneladas (480.000 libras), acompañado de un REV, vagones de almacenamiento y locomotoras de Union Pacific Railroad. Los contenedores SNF más pesados ​​requieren la docena de ejes que proporciona Atlas, pero ocho ejes pueden mover paquetes relativamente más ligeros de al menos 72 toneladas de manera más eficiente. Después de que Atlas hiciera la transición a un vagón de 12 ejes, el DOE inició un proyecto de ocho ejes para cargas útiles más pequeñas. La AAR aprobó el diseño en 2021 y comenzó la fabricación del prototipo este año. Se espera que Fortis, que comprende el mismo sistema de fijación de carga útil, sistema de monitoreo, REV y vehículos de almacenamiento, se complete a fines de la década de 2020. «Ambos vagones brindarán al DOE la flexibilidad para usar el equipo ferroviario adecuado para el trabajo», dijo un portavoz del DOE a IEEE Spectrum. Artículos de su sitio Artículos relacionados en la Web