CENTRALES NUCLEARES

Los elementos de elevado peso atómico, como el uranio, el torio o el plutonio, tienen densos núcleos compuestos por gran cantidad de protones y neutrones. Algunos isótopos de estos elementos, como el uranio 235, poseen núcleos inestables. Si los golpeamos con un neutrón, se escinden en dos partes, produciendo una gran cantidad de energía y dos o tres neutrones. Estos neutrones podrán partir a su vez dos o tres núcleos, produciendo más energía y más neutrones libres listos para impactar con otros núcleos. El resultado final es una reacción en cadena que, si no se controla, puede provocar una enorme liberación de energía en un instante. Las centrales nucleares regulan la reacción en cadena de manera que se produce una gran cantidad de energía de forma regular. Esta energía se utiliza para producir vapor, que a su vez moverá una turbina conectada a un generador para producir electricidad.Las centrales nucleares necesitan para funcionar pastillas de "combustible nuclear", que suele ser uranio con gran concentración de su isótopo inestable. Estas pastillas se introducen en la vasija del reactor en una estructura conectada a un soporte móvil que contiene una sustancia capaz de atrapar neutrones, frenando así la reacción en cadena que se produce de manera espontánea en la masa del combustible nuclear. La fisión nuclear continúa así de manera controlada. Si se necesita más energía, se retira el moderador. Para frenar o detener la producción de energía, se introduce por completo. Esto por lo que respecta a la producción de calor por el reactor, pues las centrales nucleares, a partir de este punto, utilizan un circuito de agua-vapor muy similar al de las centrales térmicas convencionales.


¿Cómo funciona?

La diferencia principal del proceso térmico nuclear con respecto al convencional radica en la existencia de un núcleo del reactor, equivalente a la cámara de combustión de las centrales térmicas convencionales, que debe estar separado del medio ambiente por varias capas de seguridad.La transferencia del calor del núcleo al generador de vapor se puede hacer mediante un circuito cerrado intermedio, que asegura el aislamiento necesario. En un tipo muy corriente de reactor, el fluido que circula por este circuito es agua a presión. El llamado reactor de agua a presión se utiliza en las centrales de José Cabrera, Almaraz, Ascó, Vandellós II y Trillo I.Este circuito intermedio falta en los llamados reactores de agua en ebullición, que tienen un único circuito de agua que se vaporiza en contacto con el reactor y pasa acto seguido a la turbina de vapor. De este tipo son las centrales de Santa María de Garoña y Cofrentes.El tercer tipo de reactor se instaló en la central Vandellós II, actualmente fuera de servicio. Se denomina de grafito - gas, pues el núcleo utiliza grafito como moderador y un circuito de transferencia de calor de gas, por lo general dióxido de carbono.




Impacto ambiental

El riesgo de accidentes.Un escape de material radiactivo tiene consecuencias nefastas para la población circundante. Además, si el accidente es grave, como el ocurrido en Chernobyl (Ucrania) en 1986, la contaminación radiactiva puede extenderse incluso por varios continentes.
Por otra parte, se generan residuos radiactivos que siguen siendo tóxicos durante miles o miles de millones de años. Estos restos deben ser cubiertos con plomo y enterrados. Entonces, ¿por qué se sigue usando la energía nuclear? Principalmente por su alta eficiencia. En España, unas pocas centrales proporcionan un elevado porcentaje de la energía eléctrica producida en nuestro país.

Tecnologías correctoras

Seguridad en una Central Nuclear:
Las salvaguardias técnicas deben mantener las siguientes funciones vitales deducidas del objetivo principal de la seguridad nuclear.
El control de la Reacción Nuclear
La refrigeración del Reactor.
Junto con otras medidas pasivas e intrínsecas, los sistemas de seguridad responden ante la indisponibilidad y fallos de los sistemas principales, así como a los posibles transitorios de operación.
En el "esquema simplificado" se indican los principales sistemas que salvaguardan la refrigeración del Reactor y una síntesis de su funcionamiento.
Cerca de un centenar de sistemas prestan funciones de soporte a esta función y en su caso complementan el cumplimiento del objetivo de seguridad nuclear.

Salvaguardia para mantener la refrigeración del Reactor ante el fallo del Circuito Primario
El sistema asegura la refrigeración del Reactor Nuclear, en el supuesto de pérdida de la capacidad de refrigeración del Reactor por fallo o rotura del circuito Primario, y la evacuación del calor residual producido por los productos de fisión existentes en el núcleo del Reactor tras su parada.
El sistema inyecta agua directamente en la Vasija a presión, que contiene el núcleo, de forma que asegura su refrigeración hasta que alcance un estado de parada segura (temperatura fría).
El agua derramada del dañado circuito Primario es recogida en el sumidero del recinto de Contención y recirculada para volver a ser inyectada en la vasija, (circuito primario de emergencia).
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El circuito primario encargado de transmitir el calor generado en el núcleo del Reactor se puede romper istantáneamente ,quedando el núcleo del reactor sin refrigerar.La fisión del combustible se detiene automáticamente.


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Por diferencia de presión un depósito llamado acumulador descarga su contenido de agua pesada a ambos lados de la vasija del Reactor, de forma que al iniciar su descarga las condiciones físicas son las previstas para una segunda acción.
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Desde el tanque de inudación y a través de sus bombas de impulsión se inyecta una segunda masa de agua durante un tiempo mucho mayor y que aegura unas condiciones de presión y temperaturas normales.


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Por la rotura sigue fluyendo hacia fuera todo el agua del circuito, inundando el recinto estanco llamado "Contención". Este agua una vez refrigerada, asegurará, cuando el tanque del proceso 3 se haya vaciado, el proceso de refrigeración
Salvaguarda para mantener la refrigeración del circuito primario a través del Generador de Vapor
Actúa ante la pérdida de la capacidad de refrigeración a través del circuito Secundario y cuando un suceso exterior a la Central cuestiona la refrigeración del Reactor.
El sistema asegura que el generador de vapor mantiene su función de transferir el calor del sistema de refrigeración del reactor, durante el tiempo que transcurra desde la detención del Reactor hasta que alcance el estado de parada fría.
El sistema actúa directamente sobre el generador de vapor inyectándole agua proveniente de los depósitos localizados en el llamado edificio de alimentación de emergencia. Cuatro grupos diesel acoplados a generadores eléctricos garantizan el abastecimiento.



Central nuclear de Cofrentes, Valencia, España.

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Curiosidades

La tarde del 25 de Abril de 1986 debía llevarse a cabo un test de seguridad en la central de Chernobil, un test que ya llevaba de retraso 3 años pero tendría que esperar aún más. Un incidente había ocurrido en Kiev y por ello necesitaban aumentar la potencia energética de Chernobil por lo que se decidió retrasar este test hasta aquella misma noche. Como parte de los preparativos, deshabilitaron algunos sistemas de control críticos. A la 1:23h, un operario trató de hacer funcionar el reactor a su potencia mínima, y en combinación con otros errores previos se produjo un efecto dominó. Intentarón bajar las barras de grafito para controlar la sobrecarga del reactor pero era demasiado tarde, parte del nucleo ya se había fundido y las barras apenas podían bajar. La sobrecarga en el reactor provocó una explosión enorme. Fue el mayor accidente nuclear de la historia. Provocó la liberación al medio ambiente de enormes cantidades de material radiactivo y la formación de una nube radiactiva que se extendió por buena parte de Europa. La contaminación más grave se produjo en las regiones que rodean al reactor y que en la actualidad forman parte de Bielorrusia, Rusia y Ucrania.

Minutos después llegaron los bomberos de la ciudad de Pripyat para intentar apagar las llamas y evitar que el incendio en el reactor 4 no se propagara al resto de reactores. Varios helicopteros sobrevolaron el reactor para lanzar toneladas de arena, arcilla, plomo, dolomita y boro absorbente de neutrones. El boro absorbente de neutrones evitaría que se produjera una reacción en cadena. El plomo estaba destinado a contener la radiación gamma y el resto de materiales mantenían la mezcla unida y homogénea.
En los primeros días después de la explosión, algunos lugares llegaron a emitir 3.000-30.000 roentgens por hora. Una dosis de 500 roetgens durante 5 horas es letal para los humanos. Para llegar a entender estas cifras debemos saber que en una ciudad europea se mediría en condiciones normales unos 20 microroentgens por hora.

1000 microroentgens = 1 miliroentgens

1000 miliroentgens = 1 roentgen

Una vez se controló el incendio era el momento de comenzar a recoger todos los escombros radiactivos y comenzar la construcción del sarcófago que cubriría el reactor para aislar el reactor del exterior.En un mes y 4 días se inició el levantamiento de una estructura denominada sarcófago, que envolvería al reactor aislándolo del exterior. Las obras duraron 206 días. El reactor 4 quedó como podéis verlo en el siguiente video:

Merecen especial reconocimiento los liquidadores. Éste fue el nombre que recibieron cada una de las aproximadamente 600.000 personas que trabajaron en la eliminación de residuos radiactivos en la central de Chernobil así como también en la descontaminación de zonas próximas a la central.

Fueron bomberos, obreros y voluntarios muchos ignoraban a lo que se exponían, otros sí que lo sabían pero dieron su vida para salvar a su pueblo. Otros lo hacían por la recompensa. Les habían ofrecido una casa, un coche, grandes cantidades de dinero e incluso no ir al servicio militar (lo que podía suponer pasar 2 años en la guerra con Afganistán).
Los que trabajaron en la central sólo podían hacerlo oficialmente durante 3 min pero sólo lo cumplían los que trabajaban en la cubierta. Los q limpiaban la chimenea llegaron a recibir dosis letales de hasta 100 roetgen de una sola vez.

Pripyat era una ciudad muy joven, se construyó para los trabajadores de la planta de Chernobil y se encuentra a unos 3,5 km de la central. Sus ciudadanos tardaron en conocer lo que había ocurrido en la planta de Chernobil. No fue hasta un día y medio después que se les informó de que había habido un incidente en la planta nuclear y que iban a ser evacuados. Pensaban que volverían días después pero la ciudad sigue abandonada. La mañana del 27 de Abril 1200 autobuses y 300 camiones evacuan a los 50.000 habitantes de Pripyat.

El resto de la población soviética no conocería la catástrofe hasta un día después. El 28 de Abril se leyó un parte en la televisión soviética informando del accidente a los ciudadanos:

"Ha ocurrido un accidente en la central de energía de Chernóbil y uno de los reactores resultó dañado. Están tomándose medidas para eliminar las consecuencias del accidente. Se está asistiendo a las personas afectadas. Se ha designado una comisión del gobierno."

No todos quisieron irse. Alrededor de 3500 personas no quisieron irse o regresaron días después porque preferían morir por los efectos de la radiación a abandonar sus hogares. Unas 400 personas sobreviven a día de hoy.

A día de hoy aún hay trabajadores en Chernobil. El último reactor dejó de funcionar en el año 2000 pero muchos trabajadores siguen allí trabajando en el mantenimiento de la central.
Pronto debería comenzar la construcción de un nuevo sarcófago puesto que el que se construyó se hizo con gran celeridad con lo que tiene algunas deficiencias pero además tras estos 20 años se ha degradado. El nuevo sarcófago está previsto que tenga una vida de unos 100 años.

Después de todo el tiempo que ha pasado desde aquella horrible fecha,los efectos han llegado hasta zonas inimaginables en Europa,muy lejos de la ciudad donde nació la explosión.Aún hoy en día,en pequeñas proporciones,hay restos de la temible explosión que destruyó Chernobil.