Autores:
Leonardo Moreno, Gustavo Molini, Pablo Agüero, Luciano Lopez, Horacio Schlapffer (Argentina)
Introducción
La radiación está presente desde el origen del Universo, hace aproximadamente 20000 millones
de años, ya que intervino en la gran explosión:
Big Bang. Es así que la radiactividad existía en
nuestro planeta mucho antes que la aparición de la vida
sobre el mismo, todo organismo vivo contiene vestigios de sustancias
radioactivas. Pero hace menos de un siglo que la humanidad descubrió
este fenómeno gracias a científicos como Henri Becquerel,
Wilhelm Röentgen y Marie y Pierre Curie entre otros.
En 1945 se puede decir que comenzó
trágicamente la "Era Nuclear" con la caída
de las primeras bombas atómicas en las ciudades de Hiroshima
y Nagasaki. A partir de allí la certeza de que las bombas
nucleares podrían acabar con nuestra civilización
afecta a las decisiones políticas y la actitud hacia la
guerra. Pero afortunadamente el hombre ha logrado el uso pacífico
de esta energía como por ejemplo en la Medicina.
¿Qué es la energía
nuclear?
Es aquella que se libera como resultado
de cualquier reacción nuclear. Puede obtenerse bien por
fisión o por fusión. En las reacciones nucleares
se libera mayor cantidad de energía que en las producidas
en explosiones convencionales.
¿Qué es un átomo?
Es la menor parte de un cuerpo del que
constituye su base. Está formado por un núcleo de
neutrones y protones alrededor del cual giran los electrones como
si se tratara de un sistema solar.
¿Qué son los radioisótopos?
También reciben el nombre de
isótopos radiactivos. Estos pueden ser naturales o artificiales.
Se emplean con objetivos tan diversos como mejorar los cultivos
de plantas alimenticias, para la conservación de alimentos,
en la esterilización de productos médicos, análisis
de hormonas y para estudiar la contaminación ambiental
entre otros.
¿Qué es el uranio?
Es uno de los combustibles nucleares
más importantes. Contiene núcleos fisionables y
puede emplearse en un reactor nuclear para que en él se
desarrolle una reacción nuclear de fisión en cadena.
¿Qué es la radioactividad?
Es la desintegración espontánea
de núcleos de átomos inestables con proyección
de rayos radiactivos, partículas o cargas eléctricas
dotadas de gran velocidad y acompañada de emisión
de radiación electromagnética penetrante.
¿Qué es la Fisión
Nuclear?
La fisión nuclear es una reacción
en la que una emisión de neutrones y radiaciones, es acompañada
por la liberación de una gran cantidad de energía.
Ilustración 1 Diferencia entre Fusión y Fisión
¿Qué es la Fusión
Nuclear?
Esta es una reacción
entre núcleos de átomos ligeros que conduce a la
formación de un núcleo más pesado, acompañada
de liberación de partículas elementales y de energía.
¿Qué es una Reacción
Nuclear en Cadena?
Esto es una sucesión
de fisiones en la que los neutrones liberados en cada reacción
producen nuevas fisiones.
La Energía Nuclear como
opción para revertir el Efecto Invernadero
Las centrales nucleares no polucionan
al ambiente con dióxido de carbono. Por esa razón,
son propuestas como alternativa para contrarrestar al efecto invernadero.
El dióxido de carbono, generado al quemar combustibles
fósiles (petróleo, gas, carbón), tiene la
propiedad de absorber la luz; por eso, cuando aumenta su concentración
en la atmósfera también se incrementa la temperatura
promedio en la Tierra, al generarse un fenómeno análogo
al provocado por las paredes de un invernáculo. El efecto
invernadero siempre existió en nuestro planeta; pero, al
aumentarse artificialmente y en forma abrupta la concentración
de dióxido de carbono, se está alterando el balance
hasta ahora natural entre la energía que nos llega desde
el Sol (siempre la misma) y la vuelta a emitir hacia el espacio
(ahora menos), produciendo como consecuencia un recalentamiento
que determinará un ascenso del nivel del mar y desequilibrios
climáticos impredecibles.
¿Cuántas plantas de generación
atómica hay en el mundo? ¿Cuántas hay en nuestro
País? ¿Qué pasa con la salud de los trabajadores
de esas plantas?
De acuerdo con información divulgada
por la OIEA (Organización Internacional de Energía
Atómica), actualmente funcionan en el mundo 443 centrales
nucleoeléctricas.
Argentina tiene dos centrales en funcionamiento
(Atucha I y Embalse) y una en construcción (Atucha II).
Atucha I está en la provincia
de Buenos Aires, tiene una potencia de 350 Mw y aporta una generación
anual de 3000 GW. La Central Nuclear de Embalse, en Córdoba,
es más poderosas: 650 Mw y 4500 Gw, respectivamente. Atucha
II, en construcción junto a Atucha I, tendrá una
potencia de 750 Mw. Las dos que están en funcionamiento
entregan su energía al Sistema Interconectado Nacional.
Es una red eléctrica que abarca gran parte del país,
desde Neuquén hasta Salta, pero no a la Patagonia. La generación
eléctrica de origen nuclear es aproximadamente el 13%
del total del Sistema Interconectado Nacional.
Ilustración 2 Vista Aérea de la Central Atucha I
En todas partes, quienes operan instalaciones
de este tipo están sometidos a rigurosos y sistemáticos
controles médicos, lo que determina que en la práctica
su expectativa de vida es muy superior a la de la población
vecina.
¿Cuándo comenzaron a
realizarse experiencias nucleares en la Argentina?
A fines de 1949 comenzaron a construirse
instalaciones para investigación en la isla Huemul, del
Lago Nahuel Huapi, bajo la dirección del científico
alemán Ronald Richter -que había entusiasmado al
entonces presidente Juan Domingo Perón con la posibilidad
de reproducir reacciones nucleares controladas en nuestro país.
Por influencia de Richter, Perón llegó a cometer
un grave error histórico, el 24 de marzo de 1951, cuando
señaló en un breve discurso "al mundo"
que la Argentina había obtenido la "liberación
controlada de la energía atómica". Al poco
tiempo, una comisión investigadora determinó la
falsedad de los pretendidos logros del científico, quien
fue separado de su cargo en noviembre de ese año. Por entonces,
el gobierno nacional tenía entre sus objetivos convertir
a la Argentina en un país de avanzada en materia nuclear,
exclusividad de los Estados Unidos y la desaparecida Unión
Soviética. Aquella costosa aventura nuclear dejó
como saldo la creación, el 31 de mayo de 1950, de la Comisión
Nacional de Energía Atómica (CNEA), para dar marco
administrativo a las actividades de la isla Huemul; con el tiempo,
constituyó el grupo de trabajo más exitoso de la
historia científica nacional.
¿Cuál es el marco jurídico
en que se desarrolla la energía nuclear en la Argentina?
Por ahora, la actividad nuclear en la
Argentina está regida por el Decreto-Ley 22498/56, ratificado
por Ley 14467/56, más el Decreto 1540, de agosto de 1994,
que dividió la Comisión Nacional de Energía
Atómica en tres. La CNEA quedó a cargo de la investigación
y el desarrollo de nuevas tecnologías, el ENREN (Ente Regulador
Nuclear) asumió el control de las seguridad de todas las
actividades nucleares y Nucleoeléctrica Argentina, a ser
transferida a la actividad privada, se encarga del funcionamiento
de las centrales. Mientras tanto, el Congreso está tratando
una nueva Ley Nuclear, para darle un marco jurídico completo
al proceso de privatización en marcha. Por otra parte,
para cubrir el vacío legislativo que se creó a partir
de la exclusión de los residuos radiactivos de la Ley 24051,
de Residuos Peligrosos, la diputada Mabel Müller presentó
un proyecto de ley que regula su gestión en todo el país,
incluyendo el problema de los subproductos de la medicina nuclear,
que también está recorriendo su camino parlamentario.
¿Qué se está haciendo
con el plutonio producido en las centrales nucleares argentinas?
El plutonio forma parte de los elementos
combustibles gastados en las centrales nucleares (Atucha I y Embalse).
Están siendo guardados en piletas, bajo el agua, junto
a sus respectivos reactores. Permanecerán en ese lugar
seguro durante las próximas décadas, hasta que se
resuelva cuál de las tecnologías disponibles es
la más conveniente para reprocesarlos, y así volverlos
a utilizar, o para depositarlos en un lugar definitivo (repositorio).
La producción de concentrados de uranio en el país en 1994, 1995 y 1996 fue la siguiente
(expresado en toneladas de uranio):
| 1994
| 1995
|
1996
|
CNEA
| 46,8
| 39,4
|
18,9
|
Privados
|
24,6
| 18,5
| No
|
En la actualidad, el único yacimiento
que está en condiciones de explotación de Uranio
es el de Sierra Pintada, ubicado al sur de la Provincia de Mendoza,
a unos 40 Km. al oeste de la ciudad de San Rafael. Ese distrito
uranífero fue descubierto por la Comisión Nacional
de Energía Atómica, en 1968, mediante prospección
aérea. Las rocas que contienen al mineral son de origen
volcánico y de edad pérmica (270 millones de años).
El yacimiento fue explorado y ubicadas sus reservas por perforaciones.
La explotación comenzó en 1976 y se realiza por
el método de cielo abierto (canteras). El mineral se procesa
en una planta de concentración que posee la CNEA en el
mismo lugar, con una capacidad nominal de 120 toneladas anuales.
Desde el año pasado, por razones de mercado, la producción
minera está suspendida y la planta de concentración
trabaja con mineral extraído con anterioridad y a un ritmo
mínimo. Hasta la fecha, el yacimiento ha producido unas
2.000 toneladas de concentrado de uranio.
¿Podría repetirse en
Atucha la historia de Chernobyl?
En Chernobyl, cuando advirtió
el peligro, el operador no pudo detener la excursión de
potencia en marcha. El reactor RBMK siniestrado tenían
28 barras de seguridad, de las 222 de control; tardaban 20 segundos
en ser insertadas y 10 segundos en hacer sentir su efecto. En
las centrales argentinas ese número es similar, 28 para
el CANDU 600 (Cadmio) y 29 para Atucha I (Hafnio); pero, tardan
en insertarse 2 segundos y su efecto se hace sentir al segundo.
Por otro lado, tanto en Embalse como en Atucha existe el sistema de inyección de venenos solubles para la parada de emergencia (Gadolinio en el CANDU y Boro en Atucha).
En aquel RBMK el sistema de seguridad era el mismo sistema de regulación, con 5 niveles de seguridad.
En Atucha I se tiene el sistema de regulación,
el sistema de parada de barras y el sistema de inyección
de Boro. Los tres son independientes, con su lógica y sus
detectores asociados.
En Embalse se opera con un sistemas
de regulación, otro asociado para bajar la potencia al
20% (4 barras), el de parada 1 (28 barras) y el de parada 2 (inyección
de Gadolinio). Los cuatro son también independientes entre
sí, pudiendo cada uno detener al reactor en caso de funcionamiento
anormal.
Tanto en Atucha como para Embalse, la probabilidad de falla simultánea de todos los sistemas
es de uno en millones.
Por otro lado, el moderador de los RBMK
es Grafito, mientras que nuestras centrales utilizan Agua Pesada.
Aquí no puede ocurrir la reacción explosiva que
se dió en Chernobyl, del grafito con el aire y el agua.
Sí, en cambio, se podría dar una liberación
de hidrógeno en el improbable caso de que los sistemas
de seguridad fallaran. Pero, sería improbable la formación
de hidrógeno en cantidad suficiente como para estallar,
debido, principalmente, al gran volumen que poseen nuestras
centrales para su expansión (Embalse 50000 m3, contra 100
m3 del Chernobyl), lo que baja automáticamente su presión.
Aparte, la atmósfera tiene condiciones reductoras, para
prever un caso de esta naturaleza.
Finalmente, el RBMK 1000 de Chernobyl
poseía una contención parcial, en la parte inferior,
que incluía una pileta para condensación en el caso
de eventual pérdida de vapor. En Atucha todas las instalaciones
críticas están dentro de dos edificios concéntricos,
poderoso sistema de contención, una esfera de acero y una
de hormigón.
El RBMK 1000 hubiese requerido un edificio
de contención mas robusto que los de Atucha I y Embalse.
Seguridad Nuclear
La seguridad nuclear se basa en evitar
que se produzcan escapes incontrolados de sustancias radiactivas,
lo cual es necesario para proteger a los operadores de la central
y al público en general. Por esta razón las pastillas
de uranio (primera barrera), de una cerámica especial altamente
resistente, que es donde se produce la fisión nuclear,
se introducen en vainas herméticas (segunda barrera). Estas
vainas, conformando un Elemento Combustible, se introducen dentro
de una vasija, que junto al circuito primario-moderador forman
la tercera barrera; la vasija va dentro de un gran muro de hormigón
armado, que constituye el blindaje biológico y permite
que trabajen los operadores sin peligro alguno (cuarta barrera).
La vasija y el blindaje biológico
van dentro de una esfera de acero que los envuelve (quinta barrera).
Esta a su vez, es rodeada de un edificio de hormigón armado
con paredes de más de medio metro de espesor, que constituye
un nuevo blindaje biológico (sexta barrera, y es una defensa
física capaz de soportar los mayores impactos del exterior).
Tan importante como tener una buena
selección del sitio, un diseño óptimo y una
construcción perfecta, es que, la operación de la
instalación sea segura, lo cual se logra con personal altamente
calificado.
Uno de los rasgos distintivos de las
plantas nucleares en cuanto a la seguridad, está dado por
la "redundancia de equipos". Lo que indica que para
cumplir una determinada función de seguridad, si son necesarios
2 equipos, las centrales cuentan con 3 ó 4 de ellos dependiendo
de la función que deban cumplir.
Además están diseñadas
con "criterios de diversidad". Esto se refiere a tener
distintos tipos de medición de una misma señal o
distintos fabricantes, para evitar fallas de modo común,
es decir que involucren a más de un componente a la vez.
Por último también tratando de evitar este tipo
de fallas (ej: incendios), que impliquen la pérdida de
equipos que cumplen una misma función, se encuentren físicamente
separados unos de otros.
¿Qué sucedió exactamente
en Chernobyl? ¿Por qué ocurrió? ¿Qué
impacto ecológico causó?
El accidente ocurrido en la madrugada
del 26 de abril de 1986 consistió, básicamente,
en una conjunción de fallas humanas y de diseño
de la planta. Se originó en una serie de pruebas que, con
el fin de mejorar la seguridad, se iniciaron en el reactor. La
idea era verificar que la inercia de una turbina era suficiente,
si se producía una interrupción abrupta de la alimentación
eléctrica, para que los generadores mantuvieran en funcionamiento
al sistema de refrigeración hasta que arrancasen los generadores
diesel de emergencia.
En los reactores "occidentales"
esta eventualidad está prevista en el diseño del
reactor, admitiéndose una demora de hasta 30 segundos de
los diesel que deben cubrir la falla. Por aquí, este tipo
de pruebas está prohibido o se encuentra estrictamente
reglamentado.
En la unidad 4 de la Central de Chernobyl,
se intentó ese experimento después de haberlo realizado,
con éxito, en la unidad número 3. Para llevarlo
a cabo, era necesario llevar el reactor a un 30 % de su potencia
de funcionamiento (3200 Mw térmicos).
El 25 de abril, a la 01:00 se comenzó
a bajar potencia y a las 13:00 hs el reactor ya estaba funcionando
a un 50 % de potencia, cuando se desconectó una de las
dos turbinas. En ese punto, las autoridades del sistema pidieron
que se lo mantuviera por necesidades de la red eléctrica.
La central quedó esperando la autorización para
iniciar la experiencia, cosa que ocurrió a las 23:00.
A las 23:10 se bajó la potencia
del reactor. Por un error de operación (PRIMER ERROR) la
potencia se bajó a un 1 %, provocando la condensación
del vapor presente en el núcleo. Como el agua absorbe más
neutrones que el vapor, esto introdujo reactividad negativa.
Si la "reactividad" es cero
la reacción en el núcleo se autosostiene y la población
neutrónica se mantiene constante; entonces, se dice que
el reactor está crítico. Si es positiva la población
neutrónica crece y, por lo tanto, la potencia del núcleo
aumenta. Si es negativa la población neutrónica
disminuye y el reactor tiende a apagarse. Adicionalmente - al
bajar la potencia del reactor - la concentración de Xe131
subió, introduciendo un fuerte aporte negativo adicional
de reactividad. Es un "producto de fisión" que
actúa como gran absorbente de neutrones. Esta situación
produjo preocupación en los operadores, ya que el reactor
se apagaba inexorablemente. Entonces, decidieron extraer todas
las barras de control del núcleo, algo que no estaba permitido
por los manuales de operación (SEGUNDO ERROR). Fue posible
porque el diseño no contemplaba el enclavamiento del mecanismo.
Con el reactor operando prácticamente
sin barras, se alcanzó un 7 % de potencia, en un estado
de alta inestabilidad. (Las barras de control absorben los neutrones
excedentes, manteniendo al reactor estable o crítico. Su
remoción introduce reactividad positiva).
El reactor poseía un sistema
automático de control de caudal por los canales. Al trabajar
a tan baja potencia, el sistema hubiese tendido a la parada. Para
evitarlo, los operadores desconectaron el sistema de parada por
caudal e iniciaron el control manual del mismo (TERCER ERROR).
Nuevamente, la falta de enclavamientos permitió esta maniobra.
En ese momento, todo el refrigerante
estaba condensado en el núcleo. A las 1:23:04 del 26 de
abril de 1986, se decidió desconectar la turbina de la
línea de vapor, para iniciar la prueba. Para poder hacerlo,
los operadores tuvieron que hacer lo propio con otros sistemas
de emergencia (CUARTO ERROR).
Al desconectar la turbina, las bombas
comenzaron a alimentarse por la tensión provista por el
generador durante su frenado inercial. La tensión fue menor
y las bombas trabajaron a menor velocidad. Entonces, se formaron
burbujas de vapor en el núcleo, insertando una altísima
reactividad y, por lo tanto, un brusco incremento de potencia.
A la 1:23:40 el operador quiso introducir
las barras de corte. Pero, ya era tarde! Para ese entonces, el
reactor ya estaba a varias veces su potencia nominal.
La presión en los tubos subió
rápidamente, provocando su ruptura. Estallaron!!!, levantando
el blindaje de la parte superior del núcleo.
Algunos fragmentos de combustible y
grafito en llamas fueron lanzados hacia afuera, cayendo sobre
el techo de turbinas adyacentes, causando una treintena de incendios.
Para las 5:00, los bomberos habían apagado a la mayoría
de ellos, con un terrible costo en vidas por la sobreexposición.
Luego de fracasar en su intento de inundar
al núcleo, los soviéticos decidieron cubrirlo con
materiales absorbentes de neutrones y rayos gamma (plomo, sustancias
boradas, arena, arcilla, dolomita). Del 28 de abril al 2 de mayo,
se dedicaron a hacerlo desde helicópteros. Cavaron un túnel
por debajo de la central, para introducir un piso de hormigón
y evitar la contaminación de las napas de agua subterránea.
Así consiguieron que cesaran las grandes emisiones de material
radiactivo.
El reactor fue finalmente recubierto
con un "sarcófago" de hormigón, que provee
un blindaje suficiente como para trabajar en los alrededores.
Para evacuar el calor residual, se instalaron ventiladores y filtros.
La consecuencia inmediata del accidentes
fue la muerte de 31 personas, 2 por la explosión y 29 a
causa de la radiación. Todas formaban parte del personal
de la planta.
Muchas hectáreas de campo quedaron
inutilizadas por la deposición de material radiactivo.
Teniendo en cuenta las dosis recibidas por los 135.000 habitantes
de los alrededores, los modelos matemáticos predicen un
incremento de menos del uno por ciento sobre la tasa normal de
cáncer (20 %) en el área.
¿Durante cuánto tiempo
pueden guardarse con seguridad los residuos nucleares, de Atucha
I y Embalse, en piletas junto a los reactores?
El almacenamiento de los elementos combustibles
ya gastados bajo el agua, en piletas junto a los reactores de
Atucha I y Embalse, está previsto por un tiempo mínimo
de 50 años. En Embalse, por una cuestión de capacidad,
también se están utilizando silos para almacenarlos
en seco, luego de haber decaído su radioactividad durante
más de 5 años en las piletas; también en
este caso, esos residuos de la generación nucleoeléctrica
podrán quedar ahí durante 50 años.
Tratamiento que reciben actualmente
los residuos radioactivos.
Los repositorios, o lugares de disposición
final de los residuos, tienen por objetivo el aislamiento de los
residuos de la biosfera y son sistemas diseñados utilizando
el criterio de barreras múltiples; es decir, son barreras
ingenieriles (hormigón, matrices vítreas, contenedores
metálicos, etc.) y geológicas (formaciones rocosas
adecuadas), independientes y redundantes de manera tal que la
falla de una de ellas no comprometa la seguridad del sistema.
Uno de los objetivos fundamentales de los repositorios es evitar
el contacto de los residuos con el agua.
Nuestro país tiene en operación
un repositorio para residuos de baja actividad y, en estudio,
uno para residuos de media actividad. En la década pasada
se comenzó a estudiar el probable emplazamiento de un repositorio
geológico para residuos de alta actividad. Después
de un relevamiento en todo nuestro territorio, se decidió
que Gastre (en Chubut), por sus características, podría
ser uno de los lugares apropiados, hasta que en agosto de 1993
el proyecto fue oficialmente descartado por la CNEA.
Los elementos combustibles quemados
de una central nuclear, una vez descargados del reactor, son almacenados
en piletas bajo agua para su decaimiento radiactivo y enfriamiento,
puesto que tienen alta actividad. Luego de un cierto tiempo, pueden
permanecer en esas piletas, como en Atucha I, o ser almacenados
dentro de contenedores estancos de acero inoxidable en silos especiales
de hormigón, como está sucediendo en Embalse. En
ambos casos, se trata de almacenamientos transitorios, hasta que
nuestro país decida su destino posterior. Es importante
aclarar que las piletas y los silos mencionados están dentro
de cada central nuclear, en zonas controladas bajo condiciones
de total seguridad. Esta práctica es empleada en todos
los países comprometidos con la actividad nuclear. Los
elementos combustibles "quemados" podrán permanecer
así hasta que la evolución de la tecnología
y de los requerimientos energéticos determine cuál
es el camino posterior más indicado; no debe olvidarse
que representan un valioso recurso potencial por contener plutonio,
que puede ser el combustible para una nueva generación
de reactores.
Los países que utilizan energía
nuclear en beneficio de sus habitantes deben ser responsables
de los subproductos y consecuencias que generan sus instalaciones.
Por lo tanto, deben gestionar apropiadamente sus propios residuos,
de modo tal que no signifiquen un riesgo para el hombre y su ambiente
tanto para las generaciones presentes como para las futuras.
Hasta el presente, ningún país ha exportado los
residuos radiactivos generados en sus instalaciones nucleares
a otros países.
Francia e Inglaterra reprocesan comercialmente
elementos combustibles quemados para países que no cuentan
con las instalaciones necesarias; los residuos generados en este
proceso los retornan, convenientemente acondicionados, al país
de origen para su disposición final.
De acuerdo a algunos cálculos,
habría en la actualidad alrededor de 100.000 toneladas
de residuos radiactivos que podría ser interesante enviar
al sol para librarse de ellos. Es algo así como el peso
de un gran transatlántico. Desde el punto de vista económico,
es inimaginable esa solución con las actuales tecnologías
espaciales. Todavía se habla de cientos de dólares
para cada kilogramo de carga puesto en órbita.
Además, nadie puede asegurar
la confiabilidad absoluta de los lanzamientos con cargas peligrosas.
En estos días, quedó nuevamente demostrado con el
fracaso de la nave rusa Marte96; se intentó enviarla a
ese planeta mediante un cohete Protón pero terminó
en el Océano Pacífico, desparramando una pequeña
cantidad de plutonio que llevaba para alimentar sus fuentes de
energía.
Por otra parte, por qué enviar
los combustibles nucleares gastados al espacio cuando encierran
elementos (por ejemplo plutonio) que, seguramente, serán
imprescindibles para generar energía en el futuro??
Hay tiempo para eso; podemos esperar
cientos de años, hasta estar seguros de que ya no los necesitaremos.
Dentro de varios siglos, seguramente será casi trivial
enviar grandes cargas al sol y estarán disponibles otras
formas de energía, quizás la fusión, para
cubrir las necesidades.
Mientras tanto, no tiremos elementos
que pueden resultar valiosos. Guardémoslos con infinitos
cuidados, como se está haciendo, desarrollemos tecnologías
para garantizar ese adecuado manejo.
El problema es garantizar que ciertos
materiales críticos no lleguen a estar en poder de gobernantes
fuera de control o de organizaciones terroristas, que puedan utilizarlos
para fabricar bombas nucleares
El almacenamiento en seco de los elementos
combustibles gastados (denominados comúnmente quemados
por asimilación a los combustibles fósiles después
de su combustión) es una de las dos alternativas existentes
para almacenarlos. La otra es la vía húmeda, que
consiste en piletas con agua en circulación en las que
se los sumergen, colocados en bastidores (perchas) o dentro de
recipientes.
En seco, los elementos combustibles
gastados son almacenados sin necesidad de agua en circulación,
para su refrigeración. En este caso, el medio es un gas
inerte o aire, y la transferencia de calor ocurre por convección
natural. Se trata de un medio pasivo de refrigeración,
que no necesita prácticamente ningún mantenimiento.
En Argentina - al igual que en otros
países como Canadá, EEUU y Alemania - se construyeron
instalaciones destinadas a este fin para cubrir necesidades propias
de la Central Nuclear de Embalse.
Elementos combustibles quemados hace
tiempo, con más de 6 años de residencia en piletas
junto al reactor, son depositados en cofres estancos y estos -a
su vez- almacenados en cámaras (silos), de hormigón
armado reforzado, todo dentro de los límites de la central
nuclear.
Las paredes de los silos, de 85 cm de
espesor, absorben la radiación y el calor que emiten los
elementos combustibles quemados en su decaimiento.
EFECTO DE LAS RADIACIONES.
Está demostrado que el hombre
puede soportar 250 mSv (miliSievert, unidad usada para medir la
radiactividad) producidos por las radiaciones sin percibir ningún
efecto detectable, e incluso este valor puede alcanzar los 1.500
mSv, recuperándose en algunas semanas. Además no
hay que olvidar que el hombre ha vivido normalmente en un ambiente
radiactivo (2,4 mSv/año).
A pesar de todo lo mencionado, y como
un desafío más, se tiende a que las centrales nucleares
en operación normal aporten un porcentaje mínimo
de la radiactividad natural (0,05 mSv); con lo cual sus efectos
serán inferiores a los de la propia naturaleza.
CONTROL DE LAS RADIACIONES
En operación normal, los productos
radiactivos están confinados dentro de la pastilla de uranio.
Para evitar su escape, se fabrica el combustible con la máxima
calidad y se diseña la central de forma tal que el combustible
no sufra daño durante la fabricación. Márgenes
de seguridad adecuadas en el diseño del núcleo,
y un sistema de protección automático, impiden las
maniobras erróneas que puedan dañar al combustible.
Sin embargo, a pesar de las precauciones
anteriores, se presupone la hipótesis de que haya fugas
en el combustible, que pudieran contaminar el agua de refrigeración
que circula por la vasija; también se postula la hipótesis
de fugas en la vasija y sus tuberías asociadas. Por esta
razón, se instala un sistema para el tratamiento de las
fugas de los equipos de la central, y se impide que estos efluentes
traspasen de forma incontrolada la contención.
Para asegurar que el público
no sufra ningún daño los operadores de las centrales
están obligados a medir la radiactividad del ambiente,
y comprobar, mediante controles en el agua, aire, suelo y alimentos,
que las personas que viven en los alrededores, puedan respirar,
beber y comer los alimentos de la zona sin peligro alguno. Estos
controles también son realizados en forma independiente
por el Ente Regulador.
¿Puede explotar espontáneamente
un repositorio?
Un repositorio nuclear no puede explotar,
a no ser que le pongan una bomba a propósito. No es posible
una reacción de fisión en cadena, como dentro de
los reactores, porque su coeficiente de reactividad es negativo.
Incluso, si se apilaran compactados todos los elementos combustibles
gastados también sería negativo; por eso son residuos:
si todavía tuvieran reactividad serían combustibles.
Por otra parte, no puede darse una explosión química,
como las de la pólvora, porque no son químicamente
inestables, ni siquiera a altas temperaturas.
¿Es posible apresurar la degradación
de los materiales radiactivos y así disminuir su peligrosidad?
Sí, es posible. Ese proceso se
llama "quemado de actínidos". Se logra irradiando
esos materiales peligrosos con protones o neutrones. Los núcleos
radiactivos absorben las partículas y transmutan a isótopos
de decaimiento más rápido, convirtiendo "residuos
de alta" -miles de años- en "residuo de media"
-cientos de años. Pero, la limitación es económica:
con la tecnología actual, es muy caro porque consume mucha
energía. Hay líneas de investigación en marcha
para mejorar el proceso; por ejemplo, se trabaja con ciertas energías
particulares -resonancias- donde se incrementa notablemente la
probabilidad de que las partículas sean absorbidas.
Ilustración 3 Vista del Reactor de la CNEA RA3
¿Cómo serán las
centrales de una NUEVA GENERACION, anunciadas para comienzos del
próximo siglo?
Se estima el costo de desactivación
de una central nuclear en 200 a 300 millones de dólares
si se respetan todas las normas de seguridad contempladas hoy
por hoy. Esto equivale a una milésima de dólar por
KWH generado durante la vida útil del equipo.
Con las nuevas centrales (AP 600 de
la Westinghouse, GE 80 de la General Electric, EPR de EDF, Francia
y KWU de la Siemens Alemana) se busca: abaratamiento de costos,
simpleza de diseño, acortamiento de tiempos de construcción
y la aplicación de una filosofía de seguridad denominada
inherentemente segura; disminuirán el riesgo de accidentes,
en especial los asociados a errores humanos, como los que provocaron
los trágicos acontecimientos de Chernobyl en 1986. Particularmente
en la Argentina, la generación nucleoeléctrica deberá
competir con el gas, por ahora la fuente más barata para
generar electricidad, pero las reservas de este combustible fósil
no son infinitas.
La Energía Nuclear Utilizada
en la Medicina:
LA MEDICINA NUCLEAR
Los isótopos radiactivos, en
especial algunos obtenidos artificialmente mediante reacciones
nucleares, representan un arma poderosísima para el médico
e investigador en la actualidad.
Son vitales para el diagnóstico
precoz de las enfermedades y en algunos casos también con
fines terapéuticos.
A través de la medicina nuclear
es posible analizar cualquier órgano, habiendo comenzado
las investigaciones varias décadas atrás en trastornos
de la tiroides y en sangre. Pero con los progresos de los equipos
de detección perfeccionados por la ingeniería electrónica
y los avances en materia de radiofarmacia y radioquímica,
gradualmente se fue ampliando el espectro a prácticamente
todas las especialidades clínicas y quirúrgicas.
Junto a la técnica radiológica
y al ultrasonido, esta especialidad es uno de los pilares en el
diagnóstico por imágenes. Pero la diferencia sustancial
entre la radiología y la medicina nuclear es que mientras
en la primera la fuente de rayos se encuentra en un aparato fuera
del organismo, en la segunda el paciente es quien recibe el material
radiactivo y será él mismo el encargado de emitir
la radiación que luego será captada por el detector
La medicina nuclear consiguió
en los últimos diez años tal desarrollo que actualmente
es capaz de brindar información diagnóstica de utilidad,
sobre todo en relación con el funcionamiento de los órganos,
al resto de las especialidades médicas. Gracias a ella
se puede desde analizar la función cerebral de un paciente
hasta estudiar el tránsito esofágico, la evacuación
gástrica o la capacidad de filtrado del riñón.
Si se administran determinadas dosis
de yodo radiactivo a una persona, es posible determinar y localizar
ciertos trastornos de la glándula tiroides. En el tratamiento
de ciertos tipos de cáncer, los isótopos radiactivos
son de gran utilidad. Se ha observado que algunos tejidos cancerosos
absorben ciertos materiales radiactivos con más facilidad
que los tejidos normales que lo rodean. De esta manera no sólo
se comprueba si un tumor es maligno, sino además es posible
combatirlo. El yodo radiactivo se utiliza con éxito en
la localización de tumores cerebrales.
El fósforo radiactivo se usa
en el tratamiento de la leucemia. Ciertos isótopos radiactivos
del sodio son muy útiles en el estudio de la circulación
de la sangre. El oro radiactivo se utiliza en el tratamiento de
ciertos tejidos cancerosos. El cobalto-60 y el cesio-137 se usan
para destruir tejidos enfermos, a través de la teleterapia
y la braquiterapia.
Todos los isótopos radiactivos
anteriormente nombrados no existen en la naturaleza y se fabrican
normalmente, en los reactores nucleares de investigación.
MEDICINA NUCLEAR EN CARDIOLOGIA Y ONCOLOGIA
En cardiología el aporte de la
energía nuclear ha permitido obtener información
sobre el estado de la circulación coronaria (por ejemplo
establecer si un paciente padeció de un infarto o tuvo
isquemia) y en oncología permite detectar antes que con
cualquier otro método convencional la presencia del cáncer.
En este campo se está desarrollando
una técnica que es la esperanza más grande en la
lucha contra el cáncer.
La misma se inició en las investigaciones
del científico argentino César Milstein a quien
le valieron el Premio Nobel.
Se trata de los cuerpos monoclonales
que se basan en el principio de reacción entre antígenos
y anticuerpos
El tumor produce sustancias que a la
vez que le son propias resultan ajenas para el resto del organismo.
Esas sustancias son los antígenos que generan la formación
de anticuerpos. La técnica consiste en agregarles a estos
últimos una carga radiactiva e inyectarlos en el tejido
tumoral. El efecto que producen es la destrucción completa
de las células malignas sin dañar el resto del tejido,
como sucede cuando se aplica la cobaltoterapia o la quimioterapia.
En cuanto a la utilización de
radioisótopos se está investigando la posibilidad
de aplicarlos en el tratamiento de las metástasis que algunos
tumores malignos producen en hueso, aunque su empleo sólo
contribuya a mitigar el dolor al paciente.
También con radioisótopos
se hacen estudios in vitro sacando una muestra de sangre y de
orina al paciente por medio de la técnica del radioinmunoanálisis
que permite el dosaje muy exacto y aún de cantidades muy
pequeñas de sustancias naturales del organismo, como las
hormonas, que resultarían de otro modo indetectables. Esta
práctica se emplea, por ejemplo, para medir la concentración
en sangre de una droga anticonvulsionante con la que se trataba
un paciente epiléptico y así ajustar la dosis exacta
que precisa.
La Dra. Elsa Cristina Raslawski, directora
del Servicio de Radioterapia del Hospital de Pediatría
Dr. Juan P. Garrahan nos da su opinión con respecto al
tema :
"La aplicación de terapias
basadas en la energía atómica requiere de personal
y equipos altamente especializados."
¿Cuáles son las aplicaciones
de la energía nuclear en su especialidad?
Se utiliza en servicios de radiodiagnóstico,
radioterapia y medicina nuclear para diagnóstico y tratamiento
de las enfermedades.
¿Con qué equipo trabajan?
En radiodiagnóstico con un tomógrafo
computado y en radioterapia con equipos convencionales de rayos
para tratamientos superficiales de piel. Tenemos también
bomba de cobalto que es un isótopo que se usa para el tratamiento
de lesiones malignas profundas y acelerador lineal de electrones,
para el mismo fin.
¿Cuáles son las ventajas?
Las radiaciones se utilizan tanto para
tratamiento como para diagnóstico y tienen la ventaja de
que permiten analizar no sólo las formas de los órganos
sino también su función.
¿Existen riesgos? ¿Cuáles
son?
Las que se utilizan son radiaciones
ionizantes, que aún en poca cantidad si el tratamiento
es prolongado son nocivas para todos. Pueden producir la aparición
de tumores, en el caso de que esto suceda afecta solamente el
lugar donde se recibió la radiación (si se aplicó
en la mano el tumor puede aparecer allí). Se debe tener
mucha precaución, también con las mujeres embarazadas,
porque la aplicación de estas radiaciones en determinadas
etapas del embarazo puede afectar al feto produciendo malformaciones.
¿Son peligrosas, entonces, las
aplicaciones?
Son peligrosas y para evitar todos esos
riesgos sólo deben ser aplicadas por personal altamente
capacitado.
Los Ecologistas y La Energía Nuclear
Greenpeace dice: "Un 5% de la energía
mundial es nuclear", pero se olvida que representa casi el
20% de la energía "eléctrica" mundial.
Los reactores son para producir electricidad, no para cocinar
o calefaccionarse directamente; tampoco son para mover los autos.
500 millones de habitantes utilizan electricidad nuclear.
En la Argentina hay repositorios para
todos los residuos de este tipo (nucleares) y todos los estándares
internacionales son cumplidos. Los ecologistas suelen confundir
los diferentes tipos de residuos radioactivos y trasladan esa
duda a la gente, aprovechando los miedos que despiertan un tipo
de residuos específico: los de alta actividad.
En el año 1995, un comité
especial de las Naciones Unidas evaluó las tecnologías
de repositorios para este tipo de residuos y consideró
aceptables algunas soluciones que los "antinucleares"
rechazan. Evaluó también una solución que
proponen los ecologistas de Greenpeace y la encontró peor
que la propuesta por los científicos.
La industria nuclear sabe perfectamente
qué hacer con las centrales cuando se deban cerrar. Hay
mucha experiencia científica y hasta hay empresas que se
hacen cargo del trabajo, dejan al reactor en las condiciones que
se le solicite, devuelven los residuos radiactivos empaquetados
- cada uno según su tipo - y recuperan el sitio para cualquier
uso posterior, ya que no queda contaminado.
Tomemos el problemático tema
de Chernobyl. Nadie puede defender las centrales de ese tipo,
ya que sería como defender represas hidroeléctricas
hechas de madera, frente a las represas de hormigón; pero,
cuidado, no confundamos los riesgos de unas y otras.
La mortalidad debida a Chernobyl se
puede estimar, en base a los riesgos conocidos de la radiación.
De acuerdo a todo lo visto, el número sería 100
veces menor que las cifras citadas por los ecologistas. Es tan
grosero el error que no guarda relación con nada razonable.
Por ejemplo, la radiación que recibió la gente por
el accidente se puede comparar con la radiación a la que
nos somete el medio ambiente en forma natural, porque la radiación
"artificial" no es distinta - ni en tipo ni en calidad
- a la radiación natural.
La radiación que recibieron los
pobladores de las regiones más contaminadas (270.000 personas)
fue equivalente a 30 años de radiación natural,
en los lugares menos contaminados (6.800.000) fue equivalente
a 6 años y para los evacuados (135.000) fue equivalente
a 5 años.
¿Cómo se pueden morir casi
un millón de personas irradiadas, de un total de 7 millones,
como dice Greenpeace, si en total recibieron una dosis equivalente
a la radiación natural de 7 años? Si así
fuera la mitad de la población estaría muerta a
los 35 años por culpa de la radiación natural.
Ciertamente, no son aceptables las centrales
nucleares que fallen como las de Chernobyl, ya que 5000 o 10000
muertos son inaceptables para una sociedad civilizada, aunque
esas cifras sean 100 veces menores de lo que muchos piensan; pero,
cuidado con mentir para atacar estas centrales, ya que el fin
no justifica los medios.
Es falso que puedan ocurrir accidentes
como el de Chernobyl en viejas centrales occidentales.
El riesgo de accidente depende del tipo de diseño y ninguna
central occidental es equivalente a las de Chernobyl. No hay estudios
comparativos de riesgos, según los diseños, que
fundamenten lo que dice Greenpeace.
Un reactor occidental no puede físicamente
explotar como el de Chernobyl, ya que la energía que tiene
almacenada no le permite aumentar la potencia como hacen esas
centrales rusas. Las centrales de Chernobyl no tienen esfera metálica
de contención o algo equivalente. Los operadores occidentales
no pueden anular los sistemas de seguridad, como hicieron en Chernobyl
en aquella trágica oportunidad, ya que no tienen comandos
a tal efecto en la consola ni en ninguna otra parte de la central.
Y estas no son las únicas diferencias.
Pasemos ahora a otro tema clave: el
efecto invernadero. El calentamiento del planeta se debe en
un 50 % a la generación de electricidad con recursos fósiles.
Para reemplazar a las centrales fósiles, se deberían
colocar 2000 reactores nucleares (los reactores de la generación
del 90 son del doble de potencia de la media actual) que en 30
años implicarían 70 reactores al año.
Hoy en día una central se construye
en 4 años y medio. Para enfrentar al efecto invernadero
mediante las centrales nucleares, habría que tener en construcción
300 centrales si las necesidades se mantienen en los actuales
valores. Hoy en día hay 70 centrales en construcción;
por lo tanto, habría que multiplicar sólo por 5
el ritmo actual.
No es casual que los expertos en energía
consideren que la energía nuclear ha demostrado madurez
como para reemplazar a las energías fósiles, cuando
se busque este objetivo. Hoy en día se considera demostrado
que un mayor uso de energía nuclear disminuye las emisiones
de dióxido de carbono en forma real.
Para Greenpeace decir que la energía
nuclear ha demostrado su competitividad, para reducir el calentamiento
de la Tierra, es parte de una conspiración científica
internacional. Recuerda a los que dicen que el mundo fue creado
en 7 días y sostienen que los arqueólogos, para
fraguar la actual interpretación de la evolución
del planeta, entierran huesos para luego ellos mismos encontrarlos.
Conclusión:
En este siglo el hombre ha descubierto una nueva fuente de energía: la nuclear.
Todos los países se han esforzado
en contribuir a su aplicación pacífica y, como consecuencia
de este trabajo conjunto, se han desarrollado las centrales nucleares
para la producción de energía eléctrica.
Gracias a este esfuerzo de colaboración
que se inició en los años cincuenta, la humanidad
se ha encontrado con que dispone ahora de una nueva fuente de
energía prácticamente ilimitada que le permite hacer
frente a los problemas que están planteando los combustibles
convencionales, reduciendo su utilización a los fines para
los que resultan insustituibles y evitando su consumo en la producción
de energía eléctrica.
Durante este tiempo, se ha podido demostrar que las centrales nucleares producen energía
eléctrica de una forma fiable, segura y económica.
Las investigaciones para lograr la energía de fusión se vienen realizando en los
países más avanzados del mundo, pero aún
no se la puede considerar una solución inmediata para el
problema energético.
Con lo expuesto anteriormente, podemos
decir que la producción de energía atómica
ha "madurado" técnica, científicamente
y en lo que se refiere a la seguridad para los operarios de estas
centrales, para el resto de las personas y para el medio ambiente,
lo suficiente como para que sea posible usarla en reemplazo de
las energías generadas por la quema de combustibles fósiles.
Esto seria una gran ayuda para nuestro planeta.
También creemos que hemos
despejado la mayoría de las dudas con respecto a los "temibles"
residuos producidos por las centrales nucleares, aunque no dejan
de ser un problema hasta que estemos técnicamente avanzados
como para poder reaprovecharlos o librarnos definitivamente de ellos.
Bibliografía:
El material utilizado en la realización del trabajo fue extraído 100% de Internet, de fuentes fiables
La página de la Comisión Nacional de Energía Atómica, (www.cnea.edu.ar)
La pagina de Nucleoélectrica Argentina S.A (www.datanet.com.ar/atucha)
El Instituto
Balseiro (www.cab.cnea.edu.ar), entre otras.