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El litio suele asociarse principalmente con la producción de baterías recargables, vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable. Sin embargo, en Argentina, existe un desarrollo menos conocido pero estratégico: la aplicación del litio en el sector nuclear.
Actualmente se llevan a cabo proyectos de investigación que apuntan a lograr la separación isotópica del litio para su uso en tecnología nuclear de alto valor agregado. Este enfoque representa un paso importante hacia la diversificación de las aplicaciones del litio y demuestra su potencial para impulsar la innovación en el ámbito nuclear.
Horacio Corti, doctor en Química, investigador del CONICET e investigador consultor en la Comisión Nacional de Energía Atómica, e investigadores de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), explican los detalles acerca del uso del litio-7 y litio-6 en reactores nucleares actualmente existentes en Argentina.
El litio, comúnmente asociado con baterías recargables y tecnologías de almacenamiento de energía, está siendo investigado como un componente clave en el sector nuclear. Aunque menos conocido, desempeña un papel crucial en aplicaciones nucleares de alto valor agregado, abriendo nuevas perspectivas en el ámbito energético.
En Argentina, por ejemplo, desde la Secretaría de Innovación, Ciencia y Tecnología se impulsan proyectos innovadores para la separación isotópica del litio, un proceso esencial en tecnología nuclear avanzada. El objetivo es desarrollar técnicas físicas y electroquímicas de separación de los dos isótopos estables del litio natural que sean ambientalmente benignas, lo que permitirá agregar valor a las reservas que Argentina tiene en la región de la puna.
Cada elemento está compuesto por átomos y, a su vez, los átomos están formados por neutrones, protones y electrones. Un isótopo es una variante de un elemento químico que tiene el mismo número de protones en su núcleo, pero difiere en el número de neutrones. El litio presenta dos isótopos estables, litio-6 y litio-7, siendo este último el más abundante, representando el 92,5 % del litio natural.
La separación isotópica es un proceso de concentración de isótopos específicos de un elemento químico mediante la eliminación de otros. Esto resulta fundamental para la producción de tritio, un isótopo utilizado en diversas aplicaciones, incluidos los reactores nucleares de fusión y los dispositivos termonucleares. El litio enriquecido también se emplea en reactores de alta temperatura, que ofrecen ventajas significativas en términos de seguridad y eficiencia energética.
Este enfoque revela la versatilidad del litio en el panorama energético actual, allanando el camino hacia la innovación nuclear. Así, el litio nace como un actor clave en la transición hacia un futuro más sostenible y avanzado tecnológicamente.
¿Cómo se aplica el litio a las tecnologías nucleares?
La generación de energía atómica se puede lograr mediante dos tipos de reacciones nucleares distintas: la fisión y la fusión. La fisión se lleva a cabo en las centrales nucleares convencionales, utilizando combustible a base de uranio; mientras que la fusión, actualmente en etapa experimental, promete una nueva generación de reactores que no generan desechos radiactivos y utilizan combustible a base de hidrógeno en forma de tritio (3H).
La producción de tritio, esencial para la fusión nuclear, requiere otro elemento químico: el litio. De acuerdo con la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), existe un interés creciente en la producción de litio-7 y litio-6 para reactores nucleares de cuarta generación y para prototipos de reactores de fusión en desarrollo.
El litio 7 se utiliza en la limpieza del circuito primario en las centrales nucleares, tanto en reactores de agua pesada como de agua liviana, debido a su capacidad para absorber neutrones y reaccionar con otros elementos químicos. Esto contribuye a mantener la pureza del agua en los reactores, lo que es fundamental para su funcionamiento seguro y eficiente.
Por su parte, el litio 6 tiene un potencial económico significativo relacionado con el desarrollo de centrales de fusión nuclear, aunque esta tecnología aún se encuentra en desarrollo.
Investigadores de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), en un artículo publicado en Econo Journal, explicaron que el 92% del litio que se encuentra en la naturaleza es litio-7, mientras que el restante 8% es litio-6. Además, revelaron que, si bien no tienen actualmente una gran demanda en términos de cantidades, su valor económico supera considerablemente al del carbonato de litio.
Uso del litio para tecnologías nucleares en Argentina
Horacio Corti, doctor en Química, investigador del CONICET e investigador consulto en la Comisión Nacional de Energía Atómica, en el capítulo “Litio en la tecnología nuclear” del libro “Litio: un recurso natural estratégico”, publicado por la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, explica que “el litio es un elemento estratégico en tecnología nuclear. El litio-7 se utiliza para controlar la química del circuito primario en centrales nucleares del tipo de agua presurizada, como las existentes en Argentina, y también se empleará en las centrales de sal fundida de cuarta generación. Por otra parte, el litio-6 se utiliza como blindaje y detector de en el reactor RA-10, ubicado en Ezeiza, Buenos Aires, que forma parte de un proyecto de la CNEA”.
Por otro lado, el investigador destaca que, a diferencia de otras aplicaciones como las baterías, por ejemplo, el empleo de litio o sales de litio en tecnología nuclear no requiere de grandes cantidades de este material.
El valor multiplicativo de la producción y aplicación del litio
El litio ha estado estrechamente vinculado a la tecnología nuclear desde su origen, y es utilizado en diversas aplicaciones. Con la aparición de nuevas generaciones de reactores nucleares, tanto de fisión como de fusión, su importancia crecerá. Frente a este panorama, nuestra región cuenta con reservas estratégicas y valiosas de litio, fundamental para la producción y almacenamiento sostenible de energía.
“No podemos, ni debemos, contentarnos con ser solo proveedores de litio de grado batería. Es menester que el sistema científico-tecnológico nacional, con el apoyo de políticas de estado, tome como un objetivo estratégico la generación de productos y tecnologías relacionadas con el litio. A diferencia de lo que sucede con otros recursos, el litio permitiría generar un efecto multiplicativo extraordinario si pudiéramos producirlo en las formas isotópicas que requiere la industria nuclear”, concluye el doctor Horacio Corti en su investigación.
En conclusión, el litio desempeña un papel crucial en varias aplicaciones relacionadas con tecnologías nucleares. Tanto el litio-7 como el litio-6 tienen importantes roles en la industria nuclear, desde la limpieza del circuito primario en centrales nucleares hasta el desarrollo de detectores de neutrones para la seguridad nuclear.
Además, su versatilidad y disponibilidad lo convierten en un recurso valioso en el panorama energético y de seguridad global.
