ENERGÍA NUCLEAR: EL PODER DEL ÁTOMO

EL ACCIDENTE NUCLEAR DE FUKUSHIMA




Explosión del reactor nº 1


Explosión del reactor nº 2

Riesgo radiactivo mundial
Uno de los reactores de Fukushima
Uno de los reactores dañado, el 16 de marzo.

El terremoto sufrido en Japón el 11 de marzo de 2011 despertó nuevamente el miedo ante un accidente nuclear. y tales temores se hicieron realidad con el posterior tsunami que originó el más terrible accidente nuclear desde Chernobyl.

El reactor número 1 de la central nuclear de Fukushima (situada al norte de Tokio) fue escenario de una fuerte explosión hacia las 15:30 horas (hora local) del sábado 12, según se puede apreciar en el primer vídeo, que acabó por producir un escape radiactivo. Posteriormente se produjeron explosiones e incendios en los reactores 2, 3 y 4, con fusiones parciales del núcleo en alguno de ellos y grave riesgo de fusión total. No obstante, la explosión liberó inicialmente sólo en la sala de control del reactor nº 1 unos niveles de radición 1.000 veces superiores a los normales, siendo en las inmediaciones de unas 70 veces. También en un principio se informó de tres ciudadanos irradiados (se habló de una contaminazión de 100 milisieverts -el máximo que puede recibir una persona en un año). Se repartieron pastillas de yodo (yoduro potásico, que satura el cuerpo y evita que absorba yodo radiactivo) para minimizar los riesgos. El yodo protege las vías respiratorias, que son el primer punto de ataque de la radiación nuclear por el escape de cesio a la atmósfera. Puede ver las dosis de radiación a que estamos expuestos.

En la madrugada del lunes 14 de marzo (2:36 GMT) se produjo una explosión en el reactor número 3 de la central nuclear (ver vídeo de arriba, derecha) que afectó al recipiente secudario con fuga radiactiva. Una de las pocas esperanzas ha sido que los vientos favorables trasladen la radiación al interior del Pacífico.

También han estado en riesgo de fusión los reactores 2, 3, 4 y 5 por exceso de calor del combustible debido igualmente a problemas de refrigeración.

Para evitar males mayores fueron cerradas otras 11 centrales en todo Japón. No obstante, las centrales de Tokai Nº 2 (a 120 Km. de Japón) y Onagawa se pusieron en alerta por fallos de refrigeración, si bien esta última se estaba consiguiendo controlar. Existe un elevado riesgo de lluvia radiactiva en Tokio (35 millones de habitantes) y se están produciendo cortes programados de electricidad para evitar mayores problemas de desabasteimiento energético. Asimismo, se han dado avisos de contaminación en el agua, leche y verduras fundamentalmente, en la capital nipona.

Sabemos que Japón es un país especialmente preparado ante terremotos por su situación geológica y su larga historia telúrica. Lo que trataremos de responder es cómo se protege una instalación como una central nuclear de la fuerza de un terremoto. Pero antes mencionaremos lo que ha ocurrido en la central de Fukushima, similar a la española de Garoña y puesta en funcionamiento en 1970, siendo una de las 54 de que consta Japón, lo que por otro lado le reporta el 30% de todo su consumo eléctrico.

EL ACCIDENTE DE LA CENTRAL NUCLEAR DE FUKUSHIMA-

Niveles de emergencia nuclear
Niveles de emergencia nuclear.

La central nuclear de la prefectura de Fukushima se encuentra a unos 250 Km. al noreste de Japón, a pocos metros del Océano Pacífico. Se puso en funcionamiento en 1971 y es del tipo de agua en ebullición (BWR, frente al PWR, reactor de agua a presión), calentando grandes cantidades de agua situadas en la parte superior del reactor para generar vapor que mueve unas turbinas conectadas a generadores de electricidad). El terremoto no ha sido lo que ha provocado directamente el accidente -pues cuando ocurre un seismo se produce automáticamente la parada de seguridad de cualquier central nuclear- sino el posterior tsunami, que ha afectado a las instalaciones del reactor número 1 (de los 6 existentes en Fukushima) en el complejo nuclear.


Situacion Central nuclear
Situación de la central de Fukushima.

La refrigeración de emergencia de un reactor nuclear utiliza electricidad mediante generadores diesel, pero el terremoto afectó a la central externa suministradora. Este tipo de incidente, falta de soporte eléctrico, se llama station black-out (apagón eléctrico). La explosión se produjo por una reacción hidrógeno-oxígeno que no afectó al edificio de contención del propio reactor 1. La falta de refrigeración libera gran cantidad de vapor en la vasija del reactor, aumentando la presión sobre sus paredes, pudiendo provocar un LOSS (Loss of Coolant Accident-Accidente por pérdida de refrigerante). De este modo la Agencia nipona de la energía estableció un nivel de alerta 5 sobre 7 en la escala internacional (en los primeros días aplicó el nivel 4), si bien Francia lo elevó al 6 el al poco de producirse el accidente, el día 15 de marzo.

Según informó la compañía eléctrica que opera la central (TEPCO) la explosión destruyó el techo y las paredes de un almacén anexo al depósito del reactor nº 1. Esto liberó radiación. No obstante, el peligro de los días posteriores a la explosión será que el núcleo del reactor se fundiera a consecuencia de las temperaturas de unos 1500-2000º C., pues se han dado problemas en el mantenimiento de la temperatura de seguridad. Los trabajadores y bomberos tratan de enfriar el núcleo de los reactores dañados con agua del mar. En cualquier caso se ha evacuado a la población japonesa en un radio de unos 40 Km. de la central (unos 200.000 habitantes) y la comunidad internacional, comenzando por EE.UU., ha enviado ayuda técnica.

Central de Fukushima antes de la explosión (foto Panoramio)
La central de Fukushima antes del accidente.

Según informaron las autoridades niponas, el día siguiente a la explosión del reactor 1 los niveles de radiación en los alrededores superaron los límites de seguridad. Los expertos están barajando tomar una decisión drástica ante la posibilidad de fusión del núcleo, cual es inundarlo con agua de mar, lo que por una parte lo enfriaría y evitaría una fuga radiactiva, aunque inutilizando de por vida la central.

ACCIDENTE EN UNA CENTRAL NUCLEAR

La construcción de centrales nucleares ha ido evolucionando enormemente desde que se puso en marcha en 1956 en inglaterra la de Calder Hall, ya que además de ir aumentando en potencia y seguridad se han ido descubriendo nuevos sistemas de optimizar el combustible nuclear e incluso reutilizar algunos residuos como combustible. También la ubicación de las mismas ha ido modificándose a lo largo del tiempo, alejándolos cada vez más de núcleos poblados o zonas de riesgo hasta el punto de que Rusia planea construir una central nuclear flotante denominada KLT-40C usando un sistema similar al de las estaciones petrolíferas, que estará terminada en 2012.

Pese al costo y los inconvientes la cada vez mayor demanda de energía mundial no puede verse abastecida por fuentes alternativas o verdes de energía, de modo que se preveé un aumento de un 66% de centrales nucleares para el 2030, fecha en la que se espera tengamos una forma de obtener energía mediante centrales de fusión.

Reactor nº 1 destruido
El reactor nº 1 de Fukushima
después del accidente.

Un accidente en una central nuclear en general es debido a un fallo en la refrigeración del núcleo que provoca un aumento incontrolado y progresivo de la temperatura terminando en explosión. Para aislar el interior del núcleo para evitar que los materiales radiactivos escapen o que se produzca una penetración desde el exterior (ataque intencionado), dicho núcleo está rodeado por un edificio de contención, que básicamente es una capsula de hormigón y acero de gran espesor (al que se accede por compuertas estancas como en los barcos) capaz de soportar grandes presiones internas (60 a 200 psi., 4 a 13´6 atm.) o impactos externos como un escudo antimisiles, de ahí su forma comunmente cilíndrica y abovedada. Este edificio constituye la última barrera con el exterior y es la capa más externa de una serie de cápsulas concéntricas que protegen el combustible nuclear. Sin embargo, en la antigua URSS no era una práctica stándar, lo que en el accidente de Chernobyl produjo que el incendio nuclear fuera visto desde el exterior.

Ver infografía sobre el accidente de Fukushima (elmundo.es)

La resistencia del edificio de contención ante ataques externos ha sido suficientemente probada y se considera que frente aestas agresiones el núcleo se encuentra seguro. Se comprobó la resistencia ante el impacto de un avión a 775 km/h con un resultado más que satisfactorio , también se pudo comprobar la resistencia cuando en 1992 el huracán Andrew golpeó de forma directa sobre la central de Central Nuclear Turkey Point.

Un accidente nuclear en general ocurre cuando por cualquier factor falla la refrigeración del núcleo, en tal caso la temperatura en el edificio de contención comienza a aumentar y se cierran todas las válvulas y accesos al mismo, quedando totalmente estanco. La temperatura continuará aumentando, produciendo la rotura de la vasija del reactor -como se indicó- y la mezcla del material fisible con el refrigerante (agua en general) produciendo su progresivo calentamiento y creando gran cantidad de vapor radiactivo. En este punto el edificio de contención se ha convertido en una especie de olla a presión.

Hay que tener en cuenta que esto no se produce de un instante a otro, es un proceso de horas en el que el personal de la central ha tenido tiempo de averiguar dónde se encuentran los problemas y tomar las acciones correctoras necesarias. Sin embargo, en algunos casos (accidente en Three Mile Island) las malas decisiones o fallos en los indicadores pueden provocar que la situación no mejore o se tome una solución inadecuada. hay que tener en cuenta que la misma naturaleza del edificio de contención impide saber de forma directa qué ocurre en su interior, pudiéndose provocar explosiones o incendios sin que sean percibidos desde las salas de control anexas, de modo que las acciones que se emprendan pueden no estar resultando útiles o simplemente no ejecutándose si fallan los indicadores.


Prueba de resistencia de un muro de contención frente al impacto de un caza.

Para rebajar la presión dentro del edificio de contención se puede refrigerar mediante circuitos alternativos; en casos extremos pueden evacuarese los gases a la atmosfera tras pasar por un recombinador que filtra (parte) de los materiales radiactivos, lo que parece haber ocurrido en la central de Fukushima. Si esto no se hace o no puede hacerse, el aumento de la presión y temperatura en el interior del edificio de contención provocará su irremediable explosión, liberando todo el vapor radiactivo a la atmósfera en mayor o menor medida. Esto puede producirse muchas horas después del primer problema, dándose la circunstancia de que se mantenga estable hasta 24h. El nivel de la catástrofe puede medirse según la escala de emergencia nuclear.

En el peor de los casos los alrededores de la central serán evacuados progresivamente desde los primeros momentos de la alarma según vaya empeorando la situación hasta el punto en que explote, ampliándose hasta un radio mínimo 20 km. para prolongarse después según la direacción de los vientos y demás condiciones geográficas y meteorológicas.

La primera medida para proteger a la población frente a una posible contaminación radiactiva es la entrega de pastillas de yodo (yoduro potásico) que protegen las glándulas tiroideas como las primeras en sufrir contaminación ante niveles ligeros de radiacción, aunque esta medida es más efectiva en niños y jóvenes (por eso se recomienda que estén disponibles en colegios y guarderías).

La dosis normal que puede recibir el público es de 1,5 Rems. al año (1 mSv) sobre el fondo natural (2´4 mSv) aunque para valores mas altos cabría diferenciar entre las diferentes partes del cuerpo.