miércoles, 16 de marzo de 2011

Evolución del accidente nuclear

Entre lo mucho que se está escribiendo estos días sobre accidentes nucleares encuentro mucho material sensacionalista mal informado y algunos artículos con un detalle técnico más allá de lo útil para muchas personas. Tras el artículo anterior, he decidido escribir algunas notas en un nivel intermedio, evitando detalles y valores numéricos. A ver qué tal me sale.

A partir de una central nuclear en operación normal consideramos un suceso iniciador: una avería, una rotura, etc. Comienza un accidente. El objetivo de la operación en la gestión del accidente  es mantener la integridad de las barreras que encierran el combustible nuclear, que es el material más radiactivo que hay en la central. Para ello es clave hay mantener el núcleo refrigerado. El núcleo produce calor, y si no se va evacuando al mismo ritmo su temperatura sube. Esta fase de la operación está muy procedimentada, las operaciones que hay que realizar están determinadas por las lecturas de diversos instrumentos que recogen datos de la central.

Hay una serie de “accidentes postulados”, escenarios que se consideran como lo más grave que puede ocurrir de forma verosímil (aunque fuera muy improbable), y los procedimientos de operación de emergencia llevan a la central a una situación segura a largo plazo en todos los casos. En esos escenarios se supone que el operador dispone de una cierta cantidad de sistemas de apoyo a la central disponibles: bombas, válvulas, tuberías, motores, etc.  Esa cantidad la podríamos cifrar en la mitad de los que tiene la planta en operación normal.

En Fukushima el terremoto y el posterior tsunami han debido inutilizar demasiados sistemas de apoyo, y no se ha dispuesto de capacidad técnica para mitigar los sucesos iniciadores.

Si la gestión del accidente no es exitosa en esa primera fase el núcleo se daña. A partir de ese momento se denomina “accidente severo”. Al producir más calor del que se evacúa su temperatura sube de forma continua alcanzando su punto de fusión. Tanto el combustible nuclear como las varillas en las que va contenido comienzan a deformarse y finalmente fundirse. Esta situación se ha analizado teóricamente y por simulación informática muchas veces, pero en la realidad ha ocurrido en tres ocasiones: en Three Mile Island (1975), donde el daño al núcleo fue bastante limitado, en Chernobil (1986), donde el núcleo se fundió completamente y Fukushima, donde ya es seguro el daño al núcleo pero no conocemos aún el alcance del mismo (no ha concluido ni será igual en cada reactor de los 4 que hay con problemas).

La gestión de accidentes severos la conozco mucho menos que la fase anterior, pero el objetivo a perseguir el mismo: mantener el material radiactivo todo lo confinado que sea posible. Llegados a esta fase los sistemas disponibles serán menos que antes y habrá zonas de la central contaminadas dificultando operaciones manuales. Las decisiones a tomar ya no están procedimentadas y la imaginación de los ingenieros entra en juego de forma más directa.

Las varillas de combustible han de estar siempre sumergidas en agua, ese es el requisito mínimo para su refrigeración. Si quedan al aire algún tiempo, aunque sea parcialmente, aparecen dos fuentes de explosión. Por un lado el material que envuelve el combustible se descompone produciendo hidrógeno, que se acumulará en partes altas y, mezclado con el oxígeno del aire, puede explotar. Por otro lado, el combustible al aire alcanza temperaturas altísimas, y si sobre ellas se añade agua bruscamente, la evaporación súbita produce una explosión de vapor que puede ser tan destructiva como las de hidrógeno. Huelga decir que estas explosiones van a poner en riesgo, cuando no destruir, las estructuras que contienen el combustible nuclear, los productos radiactivos cuya liberación al medio ambiente debemos evitar al máximo.

Más o menos en este punto es donde está Fukushima en este momento. Para seguir evaluando lo que ocurre hay que detallar mucho, y no se dispone de datos suficientes. No es lo mismo que el “daño” en una estructura sean unas pocas grietas que su práctica desaparición. No es lo mismo que el núcleo se funda por completo o que esté deformado pero casi sólido.

Si seguimos las noticias veremos que se habla de más cosas. Hay problemas añadidos, sin duda. Junto al edificio del reactor se sitúa una piscina en la que se almacena el combustible gastado en años anteriores por la central. Esa piscina también ha de mantenerse llena y refrigerada (aunque el calor a evacuar es enormemente menor que en el caso del núcleo). Si no se refrigera  también se recalienta, hace hervir el agua y puede llegar a dañar el combustible gastado, liberando material radiactivo al exterior. En comparación con el caso del núcleo, la cantidad de radiación es mucho menor (y de distinto tipo, la componen otros isótopos).
A partir de este punto hay que desplazar el foco de atención al entorno de la central.  La central es un foco de material radiactivo de intensidad variable (y de momento bastante baja, por suerte), y lo va a ser durante un período largo de tiempo. (continuará)

La imagen la he modifcado a partir de la encontrada aquí
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