El dopaje de silicio, el nuevo servicio del reactor RA-10
El nuevo reactor multipropósito de la Comisión Nacional de Energía Atómica permitirá dopar 80 toneladas de silicio por año. El silicio dopado es un material semiconductor particularmente crítico para dispositivos de electrónica de alta y muy alta potencia, con una demanda creciente. Un nuevo reporte de la CNEA indica que el reactor podría generar ventas anuales por US$ 90 millones. INVAP terminó de instalar el tanque reflector y las obras avanzan hacia una puesta en operación a fines de 2025.
Las obras en el reactor multipropósito RA-10 de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) avanzan a buen ritmo. INVAP, el diseñador del reactor y principal contratista de la obra, acaba de finalizar la instalación del tanque reflector, una pieza crítica. La institución madre del sector nuclear espera para el 2026 ya estar produciendo radioisótopos médicos y otros servicios que podrían generar ventas anuales por US$ 90 millones. Entre los servicios que ofrecerá el reactor destaca uno novedoso para el país, el dopado de silicio, una funcionalidad que posicionará a la Argentina en la industria electrónica mundial.
Un nuevo reporte elaborado por la CNEA indica que el reactor podría generar ventas anuales por 90.000.000 de dólares una vez alcanzado el pleno desarrollo productivo y la comercialización de sus productos, que son en su gran mayoría exportables. Esto incluye exportaciones de silicio dopado valuadas en US$ 6 millones por año.
“La producción de silicio dopado no esta vendida aún, pero sí tenemos tres empresas interesadas en comprar toda la capacidad de producción”, dijo Herman Blaumann, gerente del proyecto RA-10, consultado por EconoJournal.
Dopado de silicio
El reactor RA-10 permitirá a la Argentina incrementar la producción de radioisótopos médicos que ya se producen en otros reactores (molibdeno 99), otros nuevos (como el lutecio 177), realizar investigación con haces de neutrones, brindar servicios industriales (análisis de materiales) y realizar ensayos fundamentales para el diseño de nuevos combustibles nucleares para centrales de potencia. Otra funcionalidad que será novedosa para el país es el dopado de silicio, un servicio crecientemente demandado en el extranjero.
La irradiación de silicio, conocida técnicamente como dopaje por transmutación de neutrones, cambia las propiedades del silicio al introducir fósforo y lo transforma en un mejor conductor de electricidad. De esta forma, con el silicio dopado se obtiene un rendimiento mejor y más confiable en todos los dispositivos electrónicos y es particularmente crítico para dispositivos de electrónica de alta y muy alta potencia.
El reactor OPAL diseñado por INVAP para Australia es actualmente el principal proveedor de silicio dopado con neutrones del mundo, cubriendo casi el 60% de la oferta global. Diversas industrias están incrementando la demanda de este tipo de semiconductores. La industria automotriz es un caso paradigmático: un vehículo eléctrico puede tener 3000 chips de alta potencia o más.
El servicio en el reactor RA-10 consistirá en colocar los lingotes de silicio en la posición correspondiente dentro del tanque reflector e irradiarlos hasta modificar sus propiedades. “El cliente traerá silicio de alta pureza, se lo irradiará para bajar su resistividad y convertirá en un producto apto para electrónica de potencia. Vamos a tener una capacidad de caracterizar el efecto de la exposición pero también lo verificará el cliente”, explicó Blaumann. El cliente luego fracciona el lingote dopado en forma de obleas para destinarlas a la producción de chips.
Uno de los potenciales clientes del RA-10 proyecta que la demanda de silicio dopado crecerá entre un 8 y 10% anual en los próximos años. “Seremos capaces de producir unas 80 toneladas anuales”, explicó el gerente del proyecto. El proceso de dopado se realiza en pocos días y es una producción constante, que se lleva a cabo con el reactor funcionando.
Ventas anuales
La CNEA proyecta que el reactor RA-10 puede llegar a tener ventas anuales por US$ 90 millones si alcanza su máxima capacidad productiva de radioisótopos médicos. El reactor tendrá una capacidad para producir inicialmente entre 400 y 450 curios por semana. Si se suma la producción de silicio dopado, con estas operaciones alcanzaría a cubrir los costos operativos del reactor.
No obstante, para alcanzar la producción máxima de diseño de entre 2000 y 2500 curios semanales sería necesario construir una nueva planta de procesamiento. «Tenemos dos proyectos en estudio, uno es la ampliación de la planta de procesamiento y otro es un proyecto de una nueva planta. Esta daría una capacidad de exportar por 50 millones de dólares«, explicó el gerente del proyecto.
La estimación de US$ 50 millones esta basada en lo que esta teniendo buena proyección comercial en el mercado de radioisótopos médicos que es el lutecio 177, utilizado para tratar el cáncer de prostata, por ejemplo. «La evaluación económica es una capacidad de producción, después hay que hacer los acuerdos que permitan entrar al mercado y colocarlo», agregó Blaumann.
Tras la instalación del tanque reflector dentro de la pileta del reactor, INVAP avanzará con trabajos
de instalación en los frentes de mecánica, ventilación eléctrica e instrumentación que estarán terminados para mediados del año próximo. «Luego se realizarán unos 90 ensayos de todos los sistemas y si todo esta bien se comenzará con la puesta en marcha del reactor a fines de 2025», concluyó.
Fuente: https://econojournal.com.ar/2024/08/dopaje-de-silicio-servicio-reactor-ra-10-industria-electronica/