El nuevo reactor RA-10 argentino en Ezeiza será clave en la medicina nuclear mundial

En poco más de un año, Argentina estrenará su última joya nuclear: el reactor multiprósito RA-10 ubicado en Ezeiza, con el que ayudará a incrementar la esperanza de vida mundial, al constituirse como el mayor productor de radioisótopos (molibdeno 99), elemento clave y en escasez global para los estudios de medicina nuclear que posibilitan mejores diagnósticos y tratamientos médicos en enfermedades como el cáncer y distintas cardiopatías.

Es que mientras otros reactores dedicados a la producción de radioisótopos en distintas partes del mundo ya están obsoletos o directamente apagados, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) está pronta a inaugurar a fin de 2024 este reactor multipropósito, que no solo servirá para potenciar la medicina nuclear, sino también que su funcionamiento será clave en otras áreas científicas y tecnológicas.

Es que el reactor RA-10 fue construido como parte de un gran complejo de instalaciones y laboratorios destinados a múltiples aplicaciones como el estudio de restos fósiles, la caracterización de materiales, la realización de ensayos de nuevos combustibles y la investigación y desarrollo basados en técnicas neutrónicas. Para ello, se levantaron junto al reactor el Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones (LAHN) y el Laboratorio de Ensayo de Materiales Irradiados (LEMI), que permitirá afinar el desarrollo de nuevos elementos combustibles destinados a reactores experimentales.

“Este reactor será un hito en la ciencia nuclear argentina. Mientras países como Alemania, Bélgica, Países Bajos y Canadá cierran reactores nucleares con fines científicos, nosotros acá vamos a inaugurar uno que permitirá producir radioisótopos para cubrir las necesidades nacionales y también internacionales, ya que hay muchos países interesados en comprar este productor escaso a nivel mundial. Es una oportunidad estratégica para convertir al país en el principal productor de este elemento fundamental para la medicina nuclear. Según algunas estimaciones, podría llegar a exportar molibdeno 99 hasta por 50 millones de dólares anuales”, precisó a Infobae el ingeniero Herman Blaumann, gerente del proyecto RA-10.

“También este reactor y los laboratorios que se construyen a su alrededor buscan consolidar las capacidades relacionadas con el desarrollo de combustible nuclear e incorporar al sistema científico-tecnológico nuevas capacidades basadas en técnicas neutrónicas avanzadas”, agregó Blaumann que es considerado el “padre” de este proyecto multicientífico que se proyectó en 2010 y hasta 2017 no había iniciado su construcción.

El RA-10 es desarrollado íntegramente en Argentina. La CNEA e INVAP trabajan en forma conjunta en la construcción de la nueva instalación que ya está avanzada en más de un 80%, mientras que las instalaciones civiles tienen el 99% de las obras terminadas. Su funcionamiento permitirá integrar y desarrollar distintas capacidades nacionales en varias áreas específicas de la pequeña y mediana industria.

De esta forma, con el RA-10 nuestro país se pondrá al tope de los desarrollos de este tipo de reactores, siguiendo una línea de evolución tecnológica cuya referencia inmediata es el Proyecto OPAL, el más moderno reactor de producción de radioisótopos que Argentina –a través de INVAP– construyó para Australia (2007), reafirmando su lugar como referente mundial en tecnología nuclear.

A diferencia de este reactor argentino en Australia de 20 MW de potencia, el de Ezeiza tiene 30 MW. También tiene posiciones de radiación internas al núcleo para hacer ensayos de materiales y un dispositivo para irradiar combustibles en condiciones de presión y temperatura de las centrales de potencia. Junto con el reactor OPAL de Australia serán las únicas instalaciones del hemisferio sur adonde se puedan hacer ensayos específicos con haces neutrónicos.

El nuevo reactor de pileta abierta, que usa un combustible de uranio enriquecido, permitirá ampliar las capacidades científicas y tecnológicas del país. Su combustible, de uranio con un enriquecimiento de 19,7% (el máximo permitido para el uso civil), ya está siendo elaborado por la Instalación ECRI (Elementos Combustibles para Reactores de Investigación) que depende de CNEA. Blaumann afirmó que el agua pesada necesaria para la operación del reactor ya fue comprada el año pasado en una cantidad abundante: son 6 toneladas que fueron producidas en la Planta Industrial de Agua Pesada en Neuquén.

Su construcción tiene un aporte de más del 80% de empresas e instituciones locales en tecnología y servicios asociados. Su funcionamiento en 2024 permitirá reemplazar al RA-3, un reactor de 10 MW en operación desde 1967 que está próximo a jubilarse, pese a las reformas y actualizaciones que tuvo en los últimos años.

“Con este reactor vamos a ampliar las capacidades de producción de radiosiótopos ya que no debemos pararlo cada cuatro días como ocurre con el RA-3. Su ciclo de operación en forma continua es de 29,5 días, lo que evita muchos días de parado. Y su producción semanal de Molibdeno-99 será de 2000 curies por semana (Ci/W), incrementando el número actual, que es de 500 curies cada siete días, provista por el RA-3, también ubicado en el Centro Atómico Ezeiza.

Pegado al reactor RA-10, se levanta el Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones (LAHN), un complejo único donde se estudiarán las más modernas tecnologías y el análisis de materiales gracias a las técnicas de “bombardeo de neutrones”.

Será la primera instalación de su tipo, dedicada a técnicas neutrónicas de vanguardia, en América Latina. Desde la CNEA precisan que “los haces de neutrones serán optimizados y transformados hasta un conjunto de instrumentos especialmente diseñados para abordar los desafíos identificados para el desarrollo científico y productivo regional: la tecnología de la información y las comunicaciones, las problemáticas medioambientales, el patrimonio cultural, las ciencias de la vida y de la salud, y los desafíos energéticos”.

El RA-10 se destaca por tener aberturas alrededor de su núcleo que le permitirán el escape controlado de neutrones. Contará con ocho canales para la extracción de neutrones, cuatro térmicos y cuatro fríos que estarán mirando a la fuente fría de deuterio líquido (20 K). En uno de los canales de neutrones fríos, que estará orientado hacia el hall del reactor, se prevé la instalación de un instrumento para obtener imágenes radiográficas con neutrones y aplicar todas las técnicas modernas relacionadas con esa disciplina.

“El gran poder de penetración de los neutrones es que permite investigar el interior de un objeto sin necesidad de cortarlo. Así, se pueden analizar desde restos fósiles adheridos a una roca, como también materiales de construcción de distintas cosas para el servicio de varias industrias. Así es posible estudiar objetos macroscópicos y cuantificar la variación espacial de las fases cristalinas que lo componen, las orientaciones de esos cristalitos, y su nivel de deformación plástica y elástica”, explicó a Infobae la directora ejecutiva del Lahn, Karina Pierpauli.

En particular, es posible determinar las tensiones internas en componentes mecánicos de gran porte, un tema de gran importancia dentro de la industria metal-mecánica. En este caso los planos cristalinos son utilizados como extensómetros microscópicos, y las pequeñas variaciones que existen en las distancias interplanares para las distintas direcciones de un objeto son utilizados para cuantificar el tensor completo de deformación elástica. La posibilidad de realizar experimentos de difracción sobre objetos intactos ha despertado también gran interés dentro de la comunidad dedicada al estudio y la conservación del patrimonio cultural y paleontológico.

Así, las técnicas neutrónicas son actualmente las herramientas más avanzadas para investigaciones y desarrollos de vanguardia en Ciencias de Materiales, Biología y Bioquímica. “El LAHN será la primera y única instalación clase mundial en ofrecer técnicas neutrónicas en América Latina, lo que lo convertirá en un polo científico - tecnológico para la creación de conocimiento, la innovación y el desarrollo tecnológico”, agregó Pierpauli, que destacó cómo las “técnicas neutrónicas” permiten obtener imágenes con mucho mayor alcance que los rayos X debido a “su capacidad de penetrar la materia porque los neutrones interactúan con el núcleo”. Por otro lado, añadió, “los neutrones nos permiten observar fenómenos vinculados con las propiedades magnéticas y estudiar distintos materiales que se emplean por ejemplo para la fabricación de celulares y baterías de litio”.

Durante la recorrida a Infobae y otros medios de comunicación por el futuro laboratorio Lahm, Pierpauli precisó que el complejo albergará 15 instrumentos, tres de los cuales ya fueron donados por países europeos y dos están en plena construcción en el país. Los primeros son donaciones del Instituto Helmholtz Zentrum, de Alemania, y el Paul Scherrer Institut, de Suiza. En tanto, están siendo desarrollados en el país en esta primera etapa el tomógrafo ASTOR (Advanced System for Tomography and Radiography), con aplicaciones en las industrias nuclear, energética, automotriz y aeronáutica, entre otras; y el proyecto ANDES (Advanced Non-Destructive Evaluation of Stress), destinado al estudio de la calidad y confiabilidad de las soldaduras en piezas complejas.

Impacto en la industria y tecnología nuclear

Otro destacable aporte del Reactor RA-10 será la producción de silicio dopado, materia prima de altísima calidad para el desarrollo de aplicaciones electrónicas de avanzada, y de fuentes de iridio industrial para la evaluación de la integridad y la calidad de construcciones a gran escala. Esto es gracias a las posiciones internas en su núcleo para insertar elementos diferentes de su combustible para poder ser bombardeados con neutrones.

Un ejemplo de esto es el silicio, que cuando absorbe un neutrón se puede convertir en fósforo, dando un material, silicio dopado, con algunas partículas de silicio y otras de fósforo que lo hacen superconductor y por eso de gran valor para la industria electrónica y en aplicaciones de alta potencia como autos o trenes eléctricos.

El RA-10, junto con el Laboratorio de Ensayo de Materiales Irradiados (LEMI), posibilitará estudiar el comportamiento de materiales nucleares, ampliando las capacidades de producir y calificar nuevos combustibles y componentes para futuros reactores experimentales y de potencia. Como resultante el país contará con una instalación única en su tipo donde se conjugarán actividades de investigación básica, desarrollo tecnológico y producción, que impactan transversalmente en nuestras capacidades científico-tecnológicas.

Además de estar feliz por los avances en la construcción del reactor y los laboratorios que lo rodean, Blaumann se mostró muy entusiasmado por la capacidad científica argentina, tanto en la construcción como en la operación del futuro reactor. “Estoy orgulloso de la próxima generación de expertos que formamos, que harán funcionar el reactor a toda capacidad”, sostuvo. Y señaló por ejemplo a Tomás Avallone, quien tendrá responsabilidad en la operación del reactor cuando esté en funcionamiento y estuvo hasta diciembre último desarrollando prácticas de operación del RA-3.

“Estoy muy entusiasmado de poder ser parte de esta avanzada nacional en el sistema nuclear. Esta será una instalación científica multipropósito que impactará positivamente en miles de personas y aportará más ciencia, investigación, desarrollo, innovación y producción para la industria. Y es una manera de reivindicar todo lo bueno que tienen la industria nuclear y lo que puede aportar para el desarrollo y crecimiento de un país”, dijo Avallone.

Los diseñadores son la CNEA e INVAP, en forma conjunta, para la parte de ingeniería, y el constructor es Caputo S.A. (rebautizada GCDI), que fue adjudicado en 2016 y empezó el vertido de hormigón en 2017. Hoy tiene 1500 trabajadores en forma directa y cuando esté en operación tendrá 200. Ya se han invertido unos 289 millones de dólares y su operación costará 15 millones de dólares anuales, pero también se estima que podrá exportar unos 50 millones de dólares solo de molibdeno 99, y otros 40 millones en otros productos y servicios.

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