El torio es un elemento químico de la tabla periódica con símbolo Th y número atómico 90. Es un metal radiactivo débil, de color plateado, y pertenece a la serie de los actínidos (no a las tierras raras, aunque suele encontrarse asociado a ellas en la naturaleza).
Propiedades y abundancia
El torio es más abundante en la corteza terrestre que el uranio, aproximadamente entre 3 y 4 veces más. Se encuentra principalmente en minerales como la monacita, la torianita y otros minerales de tierras raras, lo que explica el interés estratégico de países con grandes reservas.
El torio y la energía nuclear
El torio es conocido por su potencial como combustible nuclear, aunque conviene hacer una precisión clave: el torio-232 no es físil, es decir, no puede fisionarse directamente como el uranio-235 o el plutonio-239.
En los reactores nucleares, el torio funciona como un material fértil. Al absorber un neutrón, el torio-232 se transforma mediante decaimientos beta en uranio-233, que sí es un material físil y puede utilizarse para producir energía por fisión nuclear.
Por este motivo, el torio se considera una alternativa al ciclo del uranio, con posibles ventajas en términos de:
- seguridad,
- generación de residuos,
- disponibilidad de combustible a largo plazo.
Usos no nucleares del torio
Además de su interés nuclear, el torio ha tenido aplicaciones industriales, aunque muchas han disminuido por razones de seguridad radiológica:
- Camisas incandescentes para lámparas de gas (uso hoy muy restringido).
- Aleaciones metálicas de alta temperatura.
- Industria del vidrio y cerámica, para mejorar resistencia térmica y óptica.
- Electrodos de soldadura TIG (cada vez más sustituidos).
Centrales nucleares que utilizan torio
Actualmente, no existen centrales nucleares comerciales que funcionen exclusivamente con torio. Sin embargo, sí hay reactores experimentales y programas avanzados de investigación.
Reactores de sales fundidas (MSR)
Uno de los diseños más prometedores es el reactor de sales fundidas de torio (Thorium Molten Salt Reactor, MSR). En este concepto:
- El combustible está disuelto en sales fundidas de fluoruro.
- El reactor opera a baja presión, lo que reduce riesgos de accidente.
- Puede incorporar sistemas de seguridad pasivos, como el drenaje automático del combustible en caso de sobrecalentamiento.
Países con programas activos
- India: posee grandes reservas de torio y desarrolla un programa nuclear en tres fases. El reactor KAMINI utiliza uranio-233 derivado del torio, pero es un reactor de investigación, no comercial.
- China: tiene uno de los programas más avanzados en MSR y ya ha puesto en marcha reactores experimentales de sales fundidas.
- Estados Unidos, Canadá y Europa: investigación principalmente a nivel de diseño y prototipos.
La implantación comercial a gran escala del torio sigue siendo incierta y, según la mayoría de expertos, requiere aún varias décadas de desarrollo tecnológico y validación industrial.
Ventajas e inconvenientes frente al uranio
Ventajas del torio
Abundancia
El torio es más abundante y está mejor distribuido geográficamente que el uranio, lo que reduce dependencias estratégicas.
Reducción de residuos a largo plazo
Los ciclos de torio pueden generar:
- menor cantidad de actínidos transuránicos,
- residuos con vida media más corta y menor radiotoxicidad a largo plazo (aunque siguen siendo residuos nucleares).
Menor riesgo de proliferación
El uranio-233 generado suele contaminarse con uranio-232, que emite radiación gamma intensa, dificultando su uso militar.
Seguridad potencialmente mayor
Algunos diseños (especialmente MSR):
- funcionan a presión atmosférica,
- reducen el riesgo de fusión del núcleo,
- permiten sistemas de apagado pasivo.
Menor consumo de agua (dependiente del diseño)
Ciertos reactores de torio pueden:
- usar refrigeración alternativa,
- reducir el consumo de agua respecto a reactores de agua ligera tradicionales (aunque esto no es inherente al torio, sino al tipo de reactor).
Inconvenientes
Tecnología no madura
La mayoría de los reactores de torio están en fase experimental. No existe aún una cadena industrial plenamente desarrollada.
Costes elevados
El desarrollo inicial, licencias, nuevos materiales y procesos de reprocesado encarecen los proyectos frente a tecnologías ya consolidadas.
Necesidad de un “combustible de arranque”
Los reactores de torio necesitan inicialmente: uranio-235 o plutonio-239 para iniciar la reacción y generar el uranio-233.
Complejidad química
Especialmente en los MSR, el manejo de sales fundidas y el reprocesado en línea del combustible es técnicamente exigente.
Eficiencia eléctrica
No está demostrado de forma concluyente que los reactores de torio sean más eficientes en generación eléctrica que los reactores de uranio actuales.
Reservas mundiales de torio
Las estimaciones globales no son exactas, pero se considera que las reservas de torio superan ampliamente a las de uranio.
Estimaciones aproximadas:
- India: ~485.000 toneladas (principalmente en monacita).
- Brasil: ~300.000 toneladas.
- Australia: reservas significativas asociadas a minerales de tierras raras.
- Canadá: depósitos relevantes, aunque menos cuantificados.
- Otros países: Noruega, Estados Unidos, Malasia y varios países africanos también poseen reservas potenciales.
Propiedades del torio
A continuación se muestra una tabla con las principales propiedades del Torio
| Propiedad | Valor |
|---|---|
|
Número atómico |
90 |
|
Masa atómica |
232.0377 u |
|
Símbolo químico |
Th |
|
Grupo |
Grupo 3 |
|
Periodo |
Periodo 7 |
|
Configuración electrónica |
[Rn] 6d2 7s2 |
|
Estado físico |
Sólido |
|
Color |
Gris plateado |
|
Punto de fusión |
1,750 °C (3,182 °F) |
|
Punto de ebullición |
4,788 °C (8,670 °F) |
|
Densidad |
11.7 g/cm3 |
|
Conductividad eléctrica |
Buen conductor de electricidad |
|
Radiactividad |
Radiactivo |
|
Abundancia |
Más abundante que el uranio en la corteza terrestre |
|
Aplicaciones |
Lámparas incandescentes, aleaciones metálicas, industria del vidrio, combustible nuclear (potencial) |