Residuos nucleares

 Definición

›  “Cualquier material o producto de desecho, para el cual no está previsto ningún uso, que contiene o está contaminado con isótopos radiactivos (aquellos núcleos radiactivos que por ser inestables emiten radiación) en concentraciones o niveles de actividad superiores a los establecidos por las autoridades competentes”.

Se producen en:

−       Centrales de energía nuclear

−       Medicina

−       Industria

−       Investigación

−       Armas nucleares

Dos características hacen especiales a los residuos radiactivos:

•      Su gran peligrosidad.

•      Su duración.

Ø  Métodos de tratamiento muy complicados y difíciles.

Origen

Subproductos no utilizables y contaminados radiactivamente, que provienen de:

•      Procesamiento del mineral

•      Enriquecimiento del uranio natural (99.3% de uranio-238 y 0.7% de uranio-235), para aumentar su contenido de uranio-235 (hasta el 3% para reactores de potencia; hasta el 20% para reactores de investigación y hasta el 90% o más para usos bélicos)

•      Fabricación de elementos combustibles.

•      Residuos de la operación de reactores.

•      Elementos combustibles agotados

•      Reprocesamiento de elementos combustibles agotados, para extraerle material utilizable

•      "Chatarra caliente" de instalaciones nucleares que cumplieron su vida útil y cuyos elementos estructurales se han activado.

•      Material descartado por laboratorios, hospitales, universidades, etc.

Clasificación de residuos según la Comisión Europea

•      Residuos nucleares de transición

•      Residuos nucleares de baja y media transición

•      Residuos nucleares de alta actividad

Residuos nucleares de transición: se desintegran durante el período de almacenamiento temporal, pudiendo gestionarse como residuos no radiactivos.

Residuos nucleares de baja y media actividad:

Generación de energía térmica suficientemente baja

•      Residuos de vida corta: vida media inferior o igual a 30 años.

•      Residuos de vida larga: vida media mayor a 30 años.

Ø  Residuos nucleares de baja actividad. Proceden de:

Herramientas, ropas, piezas de repuesto, lodos (De centrales nucleares, universidad, hospitales, organismos de investigación, industrias, etc.)

Ø  Residuos nucleares de media actividad. Isótopos radiactivos liberados en el proceso de fisión muy inferiores a las consideradas peligrosas para la seguridad de las personas.

En España, los bidones se trasladan al Centro de Almacenamiento de El Cabril (Córdoba).

Residuos nucleares de alta actividad

Generación de energía térmica alta

 Proceden fundamentalmente de:

−       Restos de varillas del uranio.

−       Otras sustancias usadas en el reactor.

−       Residuos de la fabricación de armas atómicas.

−       Sustancias que quedan en el proceso minero de purificación del uranio.

Los residuos más característicos:

•      Plutonio 239 (vida media de 24 400 años)

•      Neptunio 237 (vida media de 2 130 000 años)

•      Plutonio 240 (vida media de 6 600 años)

Almacenamiento: decenas de miles de años hasta que radiactividad baje lo suficiente y                  dejen de ser peligrosos.

Cuando combustible nuclear se gasta se extrae del reactor para almacenarse temporalmente en una piscina de agua (de  hormigón y paredes de acero inoxidable.

Cierre de una central nuclear

›  Las centrales envejecen en 30 o 40 años

›  El desmantelamiento de centrales nucleares produce grandes cantidades de residuos radiactivos

›  Materiales del reactor: residuos de alta actividad

›  Ropa, herramientas,…: residuos de media o baja actividad

 Proceso para reducir el tiempo de almacenamiento de cientos de miles de años a unos 10. 000:

1. Extracción de los isótopos radiactivos de vida larga de las varillas de combustible consumidas.

2. Fundición de los restos con vidrio o un material cerámico
3. Sellado en botes metálicos
4. Finalmente, enterrados profundamente en la tierra en una sal, granito u otra formación geológica estable que sea resistente a los terremotos y a prueba de agua.

En España el volumen total  previsto de residuos radiactivos que se gestiona:

→   De baja y media actividad es de 176.300 m³

→   De alta actividad 12.800 m³

Centrales nucleares de España

• Santa María de Garoña - Santa María de Garoña (Burgos)
• Vandellós I - Vandellós (Tarragona)
• Vandellós II - Vandellós (Tarragona)
• Almaraz I y II - Almaraz (Cáceres)
• Ascó I y II - Ascó (Tarragona)
• Cofrentes - Cofrentes (Valencia)
• Trillo - Trillo (Guadalajara)

Tragedias en transporte y almacenamiento

•      Muchos bombarderos con bombas atómicas y camiones con residuos se han accidentado en los últimos 50 años, especialmente en EEUU.

•      1966: tras un accidente entre dos aviones, cuatro bombas atómicas caen sobre el pueblo de Palomares (Almería). El accidente se produce a 9.000 metros de altura y los restos se dispersan en una zona de 260 km2.

·             La explosión, que hubiera sido equivalente a 6.000 bombas como la de Hiroshima, no se produce. A pesar del secreto decretado, los informes oficiales reconocían que ciudadanos de la zona quedaron contaminados por Plutonio.

·           Chernóbil

•      Fukushima

ALMACENAMIENTO

1 - Almacenamiento en superficie

•      El “menos malo” de todos.

•      Se almacenan los residuos en lugares específicos, siempre bajo control y con sistemas de refrigeración pasivos.

•      Los residuos deben estar confinados en contenedores especiales con varios blindajes.

 Ventajas:

•      Residuos accesibles y bajo control (se podría actuar sobre ellos caso de producirse algún problema).

•      Fácil acceso a los residuos si en un futuro se lograse algún tipo de técnica para su inactivación o aprovechamiento.

Ø  Método propuesto por grupos no gubernamentales y multitud de científicos, pero es demasiado costoso.

2. Enterramiento en el océano  (opción más popular)

A) En el lecho marino.

B) En pliegues de las profundidades.

C) En espesos depósitos de barro en las profundidades.

Problemas:

•      Residuos no son recuperables ni controlables.

•      transporte corre riesgo de accidente.

•      Contenedores podrían acabar por corroerse y liberar su contenido radiactivo.

•      Podría haber filtraciones y contaminar océano.

Ø  Leyes internacionales lo prohíben.

Ø  Para 2020 se espera que la cantidad de  residuos de alta actividad en mar sean cercana a cero.

ü  Se vierten alrededor de 5.000 t/año.

ü  Se calcula que en 2000 se habían acumulado 900.000 m³ (2.500 eran de alta actividad)

ü  Tuvo especial importancia en 1982 el episodio del vertido en la fosa atlántica frente a las costas gallegas.

3. Enterramiento en profundidad (AGP)

Se depositan en cementerios (entre 500 y 1000 m de profundidad) en formaciones geológicas.

Ventajas : 

•      Los residuos son casi inaccesibles (evita riesgos de contaminación, robos, terrorismo).

Desventajas:

•      La imprevisibilidad de la evolución geológica, de las corrientes de agua subterráneas y el tiempo que deben estar confinados (del orden de miles de años).

•      Las desintegraciones generan gases nobles que aumentan la presión en el contenedor.

•      El calor desprendido hace necesarios sistemas de refrigeración o de difusión de calor, para evitar que se fundan los residuos y la propia contención.

•      La propia radiactividad emitida que hace que cambien las propiedades de los materiales.

4. Almacenamiento en piscinas:

-         Bajo el agua en piscinas de hormigón cubierto de materiales sintéticos o acero inoxidable.

-         En España se guardan en piscinas construidas en las centrales.

5. Enterramiento bajo la manta de hielo antártica o en la capa de hielo de Groenlandia

Opción abandonada

•      El hielo se podría desestabilizar por el calor emitido por los residuos.

•      Su recuperación sería difícil o imposible si fallase el método.

Ø  Estrategia prohibida por las leyes internacionales.

6. Transmutación: convertir  los residuos en otros de vida más corta mediante el bombardeo con neutrones.

Inconvenientes:

•      Muy caro.

•      Sin garantías de que se reduzca de forma efectiva la cantidad de radiactividad.

7. Lanzamiento al espacio o al Sol

•      Costes muy altos.

•      Accidente en el lanzamiento: restos se dispersarían por una amplia superficie de la Tierra.

›  Reprocesamiento: separación química de los diferentes componentes de los residuos para su posterior reutilización.