Energía nuclear: Introducción

La radiación está presente desde el origen del Universo, hace aproximadamente 20.000 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 Antoine Henri Becquerel, Wilhelm Röentgen y Marie Curie y Pierre Curie entre otros.

En 1.945 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.

¿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 3.000 GW. La Central Nuclear de Embalse, en Córdoba, es más poderosas: 650 MW y 4.500 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.

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 1.949 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 1.951, 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 1.950, 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 22.498/56, ratificado por Ley 14.467/56, más el Decreto 1.540, de agosto de 1.994, 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 24.051, 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 1.994, 1.995 y 1.996 fue la siguiente (expresado en toneladas de uranio):

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 1.968, 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 1.976 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 Chernobil?

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 dio 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 50.000 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 1.000 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 1.000 hubiese requerido un edificio de contención más robusto que los de Atucha I y Embalse.

Autor: Leonardo Moreno, Gustavo Molini, Pablo Agüero, Luciano Lopez y Horacio Schlapffer.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).

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Reacción nuclear en cadena.