CCHEN y USACH patentan proceso que permite reducir la concentración de uranio de los desechos radiactivos

Recientemente, el equipo de la Planta Piloto de Hidrometalurgia de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) obtuvo su primera patente, en el marco del proyecto denominado “Sistema para la obtención electrolítica de Tetrafluoruro de uranio (UF4) a partir de torta amarilla (Yellow Cake) o diuranato de amonio (ADU), utilizando electrodiálisis reactiva”. Su desarrollo se realizó en conjunto con el Departamento Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Santiago de Chile.

Así, esta iniciativa representa una nueva alternativa para obtener UF4, materia prima para la obtención de UF6 , cuya preparación es un factor importante para el ciclo del combustible nuclear, al ser utilizado para enriquecer U-235, isótopo presente en el uranio natural. Esto, porque una vez en su forma de UF4 “enriquecido”, y mediante magnesiotermia, es posible obtener uranio metálico que se utiliza en la fabricación de elementos combustibles en Chile.

En concreto, mediante este proyecto, probado a escala de laboratorio, se da la posibilidad de generar Tetrafluoruro de uranio (UF4) para posteriormente transformarlo en Hexafluoruro de uranio (UF6), gas resultante de la combinación de fluoruro y uranio.

Precisamente, gracias al peso de sus moléculas, se pueden utilizar centrifugadoras de gas (UF6) para producir uranio enriquecido, mediante la separación de los isótopos U-235 y U-238, lo que se transforma en una alternativa para fabricar los elementos combustibles con uranio enriquecido. En esa línea, el UF4 tiene una función clave en la tecnología del combustible nuclear, dado que es un importante producto intermedio.

Adjudicación de patente

Tras el desarrollar y finalizar el proyecto en 2013, los investigadores Pedro Orrego Alfaro (CCHEN) y Gerardo Cifuentes Molina (USACH), presentaron al Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INAPI) una solicitud de patente, la que fue otorgada recientemente, bajo la categoría TRL 4, que implica una validación a nivel de componentes de laboratorio.

“Ahora buscamos dar un paso más allá, apostando por obtener en el mediano plazo una patente a nivel de prototipo, por lo que queremos desarrollar un nuevo proyecto que nos permita salir del laboratorio y hacer pruebas a mayor escala, para luego salir a abordar el mercado internacional”, señaló Pedro Orrego.

Producción de Tetrafluoruro (UF4)

El objetivo del proyecto se enfocó en la obtención de concentrados tipo Tetrafluoruro de uranio UF4, utilizando técnicas hidro y electrometalúrgicas, aplicadas a un concentrado comercial tipo torta amarilla (Yellow Cake).

Para ello se estudió, desarrolló y evaluó la obtención de UF4, por la vía electrolítica, determinando los parámetros óptimos del proceso en cuanto a temperatura y densidad de corriente. Además, se estudiaron dos tipos de membrana catiónica, material catódico (Hasteloy C y grafito) y anódico (ánodo DSA).

Lo innovador de este proyecto radica en la utilización de técnicas de electrometalurgia en la etapa de precipitación, las que si bien hoy son utilizadas a nivel industrial, no habían sido abordadas en profundidad por la CCHEN.

“La obtención de la patente es un buen incentivo para continuar desarrollando esta investigación, que, además, se transforma en una fuente informativa relevante que le permite a la Comisión continuar contribuyendo en lo que respecta a la producción de concentrados de uranio del tipo UF4”, indicó Orrego, agregando además que “lograr ejecutar este proceso es de alta relevancia, porque representa un punto clave en el ciclo del combustible nuclear y, además, implica un desafío, por cuanto se trata de un tipo de desarrollo que no cualquiera puede realizar”.

“En su permanente búsqueda de nuevos horizontes de cooperación, la Universidad de Santiago y la CCHEN -única institución abocada a materiales denominados de uso nuclear- trabajaron en este desarrollo de forma sustentable y segura, donde los resultados obtenidos demuestran que se trata de una virtuosa colaboración mutua”, comentó Gerardo Cifuentes.

CCHEN ampliará cobertura a pacientes de la medicina nuclear

Primer ciclotrón usado en Chile para la producción de elementos radiactivos para la medicina nuclear.

En Chile, la medicina nuclear se utiliza en diagnóstico y terapia del cáncer y de enfermedades cardiovasculares y neurológicas, atendiendo anualmente a cerca de 200.000 pacientes. De ese universo, la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) provee productos a más de 30 clínicas y hospitales, beneficiando a más de 300 pacientes a diario, de Santiago y Regiones – esto es, Valparaíso, Maule y Biobío.

Atendiendo esta demanda, y considerando la necesidad de garantizar la óptima calidad del producto y la seguridad de los trabajadores y el medio ambiente, la CCHEN desarrolla dos iniciativas que buscan ir de la mano de las políticas de nuestro sistema de salud.

Una de ellas consiste en la actualización del Ciclotrón, una máquina que opera desde el año 2003, y cuya función es entregar cierta cantidad de energía a una partícula para acelerarla. Cuando esa partícula choca con un blanco, se produce una reacción nuclear que genera elementos que permanecen radiactivos por cierta cantidad de horas.

En este caso, lo que produce es Flúor 18, que es derivado al Laboratorio de Radioquímica, donde se producen las reacciones químicas que dan origen al 18F-FDG, una macromolécula que hoy se distribuye en clínicas y hospitales para diagnosticar cáncer y otras patologías. Tras ser sometido a estrictos controles de calidad, este producto está en condiciones de ser distribuido a las clínicas y hospitales del país.

La actualización del Ciclotrón considera la incorporación de un nuevo blanco, un elemento sólido que cada cierto tiempo debe ser reemplazado. A ello se suman otras mejoras, como el cambio del sistema de refrigeración y de radiofrecuencia.

Al respecto, la jefa (s) del Departamento de Estudios de Seguridad de la CCHEN, Lorena Mariangel, señaló que “en términos de seguridad, estamos muy contentos con estos proyectos, porque implican mejoras tecnológicas sustanciales al proceso de producción de radiofármacos y, en especial, porque al sumarse un nuevo blanco, el uso de ambos será alternado, permitiendo disminuir el número de mantenimientos y reducir la exposición de los trabajadores a las radiaciones”.

No obstante estos avances, ninguno de ellos sería significativo, si no vinieran acompañados de un segundo proyecto que concierne a las instalaciones radiofarmacéuticas de la CCHEN, cuyo laboratorio es sometido a importantes remodelaciones. Hasta hoy opera con una capacidad limitada, puesto que solo cuenta con una celda elaborada en la propia Comisión, y diseñada para realizar dos funciones: reacción química y dosificación del Flúor 18.

El proyecto consiste en la puesta en marcha y comisionamiento de tres nuevas celdas, dos de ellas para síntesis (reacción química) y una tercera, para la dosificación, lo que significa que hoy ambas líneas de producción serán independientes.

Avances

En diciembre pasado, especialistas de la empresa italiana Comecer verificaron el estado actual de las nuevas celdas de síntesis y realizaron las pruebas de funcionamiento de los sistemas de seguridad. Con ello se garantiza que durante su funcionamiento rutinario haya una depresión de las celdas, confinando todo el material radiactivo que contienen para proteger la salud de los operadores.

En tanto, los primeros días de febrero representantes de la empresa ITD de Alemania llegaron hasta dependencias de la CCHEN para revisar los sistemas de estructura y componentes de la celda que corresponde a dosificación.

Andrés Núñez, jefe del Departamento Producción de Radiofármacos de la CCHEN, señaló que “este proceso de actualización del Ciclotrón y equipamiento de un nuevo Laboratorio de Radiofarmacia nos permitirá aumentar la producción, que pasará de 4 a 8 curie (Ci), además de la confiabilidad del funcionamiento de la máquina, porque se van a reemplazar piezas antiguas”, pero sobre todo –agregó– “mejoraremos las condiciones de seguridad bajo las cuales trabajan nuestros operadores”.

Autorizaciones

Ambos proyectos cuentan con las debidas autorizaciones por parte del órgano regulador, en este caso de la División de Seguridad Nuclear y Radiológica, la que dio el vamos a la habilitación y puesta en marcha de este proceso y de sus correspondientes pruebas. Asimismo, se cuenta con la aprobación del Instituto de Salud Pública y del Servicio de Evaluación de Impacto Ambiental.

“Un organismo avala desde el punto de vista de seguridad nuclear y radiológica; otro,  como producto farmacéutico, para garantizar que no vaya a causar ningún perjuicio a quien se le inyecta; y finalmente, entendiendo su importancia, incorporamos al sector medioambiental”, comentó Núñez.

Una vez que se realicen todas las interconexiones del Ciclotrón, de las nuevas líneas de transferencia y se conecten con las nuevas celdas de síntesis y fraccionamiento, se debe realizar una prueba global para evaluar su desempeño, desde la producción del Flúor 18, su transferencia a las celdas, la producción de F18-FDG y posterior fraccionamiento.

Puesto a punto este procedimiento, “parte de la licencia pide que se realice una prueba de funcionamiento completo en caliente y que el resultado de esas pruebas se presente a la autoridad regulatoria para evaluar si ya está en condiciones de operar en forma sistemática”, afirma Mariangel, quien agrega que “si está todo ok con las pruebas de funcionamiento individual y global, hacemos un levantamiento radiológico y autorizamos la incorporación de estas nuevas celdas como segunda línea productiva”.

Se espera que estos proyectos se encuentren operativos a mediados de 2019.

III Simposio Internacional sobre Energía Nuclear

Para seguir afinando detalles de lo que será el III Simposio internacional sobre educación, capacitación, divulgación y gestión de conocimiento nuclear, las principales autoridades de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), Universidad Tecnológica Metropolitana (UTEM) y Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación (UMCE) -instituciones que forman parte de la Red Latinoamericana para la Educación y la Capacitación en Tecnología Nuclear (LANENT)- se reunieron la semana pasada.

La jornada contó con la participación del Rector de la UMCE, Jaime Espinosa; el Rector de la UTEM, Luis Pinto; el director ejecutivo (S) de la CCHEN, Mauricio Lichtemberg; junto a algunos miembros del comité organizador del evento, como el jefe de Comunicación Corporativa de la CCHEN, Rosamel Muñoz; el jefe de la división de Investigación y Aplicaciones Nucleares de CCHEN, Mauricio Lorca; el vicerrector de Transferencia Tecnológica de la UTEM, Mario Torres; el director de Relaciones Nacionales e Internacionales de la UTEM, Tito Flores; y el coordinador UMCE-LANENT, el Prorrector Claudio Pérez.

En la reunión se dio cuenta de información general sobre la labor de la red LANENT y la planificación del evento, que tendrá lugar del 25 al 29 de noviembre, en la casa central de la UTEM.

“Solo a través de la colaboración es posible alcanzar logros más importantes y significativos. El trabajo que estamos haciendo tiene la importancia de poner sobre la mesa un tema de gran trascendencia y de complejidad muy alta, como es el uso pacífico de la energía nuclear. Para nosotros como universidad es doblemente importante, no solo por lo que significa el trabajo en común con estas instituciones, sino  también porque a nosotros nos compromete el que seamos una universidad consagrada a la educación. Tenemos mucho para que el uso pacífico de la energía nuclear pueda ser difundido, comprendido y aplicado desde una mejor conciencia de nuestra población, fundamentalmente a partir de nuestros niños y jóvenes, que son los encargados del futuro”, expresó el Rector Espinosa.

El Rector de la UTEM, Luis Pinto, concordó con el impacto que tendrá el evento: “Estamos muy satisfechos y contentos con esta reunión, donde estamos propiciando un evento muy necesario para nuestro país. Esperamos que tenga el éxito que merece. Desde las tres instituciones estamos esperanzados de que cambie la actitud de la comunidad chilena hacía la tecnología nuclear”.

El trabajo en red también fue destacado como un elemento clave para la difusión del conocimiento nuclear, como lo expresó Mauricio Lichtemberg, director ejecutivo (S) de la CCHEN. “Es relevante este trabajo colaborativo. A esta altura del desarrollo de la industria nuclear, donde se supone va a ir creciendo la demanda, lo que necesitamos es respaldo de la gente informada y con conocimiento. Y las instituciones como las nuestras son las que están llamadas a generar este futuro. Mientras más nos juntemos y hagamos fuerza, mayor probabilidad de éxito tendremos y nos augurará un futuro mucho mejor para las aplicaciones nucleares pacíficas, que son las que nos interesa destacar”, destacó. 

El III Simposio internacional sobre educación, capacitación, divulgación y gestión de conocimiento nuclearestá destinado a docentes, investigadores, estudiantes y otras personas dedicadas o interesadas en la educación, capacitación, divulgación y gestión del conocimiento nuclear en América Latina, el Caribe y otros lugares del mundo. Incluirá sesiones técnicas, cursos específicos, conferencias y mesas redondas con especialistas de diversos países.

Ver más información.

Fuente: nota elaborada por el área de Comunicaciones de UMCE. Ver aquí.

Presentan éxitos y desafíos de OTL Nuclear de la CCHEN

Mauricio Lorca, director de la OTL Nuclear de la CCHEN.

La Oficina de Transferencia y Licenciamiento (OTL Nuclear), dependiente de la División de Investigación y Aplicaciones Nucleares de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), presentó durante un seminario los resultados de su primer año de ejecución.

En la actividad, el director de la OTL Nuclear, Mauricio Lorca, repasó el trabajo ejecutado en 2018, incluyendo la solicitud de patente como titular único; las metas propuestas y su cumplimiento; enfatizando en la implementación de nuevas prácticas en investigación, como cuadernos de laboratorio, charlas de propiedad intelectual y transferencia para apoyar la labor de investigadores y protocolos para mejorar su labor.

Asimismo, Lorca hizo hincapié en las redes con las que desarrolla un trabajo conjunto, sobre todo en el marco de convenios colaborativos. Además, aprovechó la oportunidad para adelantar los desafíos en los que el equipo trabajará durante 2019, etapa que tiene por objetivo consolidar la oficina a cargo de la CCHEN.

Para finalizar la ceremonia, se destacó la labor del equipo de investigadores, que ha sido fundamental para mostrar el trabajo de la OTL Nuclear, y se lanzó la convocatoria del concurso Semilla 2019, a partir del cual la División ha contado con fondos para fortalecer su trabajo en materia de investigación.

Reconocimiento a parte del equipo de investigadores de la CCHEN.

Talentos forjados en la CCHEN

“Mecánica Estadística fuera del equilibrio a partir del principio de Máximo Calibre” es el título de la tesis doctoral que Diego González, Licenciado en Física de la Universidad de Chile, desarrolló en el Laboratorio de Plasma y Fusión Nuclear de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), bajo la dirección del Dr. Sergio Davis (CCHEN) y del Dr. Gonzalo Gutiérrez (Facultad de Ciencias, Universidad de Chile).

Cabe destacar que su desarrollo se extendió entre el 2014 y 2018; en tanto, la defensa pública fue el martes 22 de enero 2019.

“Esta tesis se enfoca en desarrollos de la física teórica, en particular de las leyes de la termodinámica, a un nivel fundamental, avanzando hacia una descripción unificada y coherente de las leyes que gobiernan los fenómenos fuera del equilibrio en la naturaleza, y a la vez conectando ideas de la física y de la teoría de información y probabilidades”, comentó Sergio Davis.

El investigador agregó que “por supuesto la posibilidad está abierta para que estudiantes vengan a realizar su tesis con nosotros a la Comisión, dependiendo de los temas de interés a explorar”.

Para esos casos, deben tomar contacto con Miguel Valdebenito, al mail miguel.valdebenito@cchen.cl. El mismo caso procede para alumnos que deseen realizar su práctica profesional en la CCHEN.

En ese sentido, cabe destacar que la Comisión cuenta hasta ahora con 20 alumnos en práctica de diversas disciplinas, mientras que en 2018, fueron más de 60 los estudiantes que durante el año se desempeñaron en la institución.