¿Qué tan seguras son las plantas nucleares?

Este es un artículo invitado escrito por Josep Rey Cases (@peptry). Publicado originalmente en inglés en American Nuclear Society.

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La generación de energía por fisión nuclear es una de las actividades industriales más seguras, aunque por supuesto han habido accidentes laborales en todo el mundo. Otros accidentes más severos como Chernóbil o Fukushima ocurrieron debido a fallas en los sistemas —sistemas de personas, de procedimiento, de la injerencia política en el día a día y de momento a momento en las centrales nucleares—. Así que no voy a tenerlo en cuenta a la hora de escribir las siguientes líneas.

Cuando hablamos de seguridad nuclear, o cuando una empresa está tratando de instalar una planta de energía nuclear y la empresa nos dice "este reactor tiene una gran cantidad de sistemas de seguridad. Usted nunca tendrá que preocuparse por un accidente en el emplazamiento", nuestra primera pregunta es: si las plantas nucleares son tan seguras, ¿para qué necesitan tantos sistemas de seguridad? La respuesta es mucho más simple que un reactor nuclear, se llama calor residual.

Gráfica representando el calor residual de un reactor de 410 MWe (1350 MWt) aproximadamente.

Cuando un reactor ha estado operando por varios meses y se apaga, el calor residual de la desintegración continúa generando calor (esta es la principal desventaja de la energía nuclear, y la causa de los accidentes nucleares). Este calor representa un 7% de la potencia máxima térmica un segundo después de su apagado. Después de un día, éste representa un 0,5% de la potencia térmica nominal. Podrías decir "bueno, eso no es mucho", pero lo es. El reactor promedio dispone de una producción de electricidad de 1000 MW y, por ende, aproximadamente 3000 MW de energía térmica; haciendo cuentas, después de un día todavía producirá 15 MW de potencia en el interior del reactor, suficiente para hervir mil litros de agua a 20ºC hasta su punto de ebullición en poco menos de 24 horas.

Como resultado, si el enfriamiento se detiene por 1-2 años tras el apagado, antes o después, el combustible podría llegar a descubrirse de agua, suponiendo que nadie hace nada para controlar el nivel de agua en la vasija de presión del reactor. Lo mismo sucede con la piscina de combustible gastado en las centrales nucleares.

El calor residual es el principal motivo de preocupación y de seguridad en reactores de agua ligera y, por esta razón, las centrales nucleares deben tener varios sistemas de seguridad y de salvaguardias para asegurarse de que, incluso en el peor de los casos, el combustible no se descubra o desenfríe.

Ahora sabemos exactamente por qué se supone que las centrales nucleares son 'peligrosas'. Y si alguien piensa que un accidente nuclear equivale a la explosión de una bomba nuclear... bueno, esa persona tiene mucho que aprender.

Hablando en términos de seguridad nuclear, los reactores nucleares siempre tienen sistemas de seguridad subdivididos en otros sistemas de seguridad. También hay sistemas que pueden trabajar con la presión del vapor del reactor/generadores de vapor incluso si se perdieran las fuentes de energía más redundantes. Por supuesto, esos sistemas se controlan con el apoyo de diversas fuentes de energía, tales como baterías, generadores diesel, generadores de respaldo y la propia línea de alimentación externa.

Si falla, hay montones de sistemas (algunos de ellos, sistemas pasivos) que impiden que un reactor nuclear se sobrecaliente. Así de seguro es un reactor nuclear. Por no hablar de que los nuevos reactores como el VVER-1200 y el AP-1000 pueden estar días sin ninguna fuente de electricidad (ni de corriente alterna ni de corriente continua).

Otra cosa de un reactor nuclear que puede preocupar a la sociedad es la enorme cantidad de energía que puede producir. Es obvio que si se tiene una reacción en cadena descontrolada, el reactor aumentará su producción de energía cientos de veces, fundiéndolo en cuestión de segundos. Para evitar que esto suceda, hay dos sistemas de apagado llamados "barras de control" y "veneno nuclear".

El primero de ellos está presente en todo tipo de reactores y está diseñado para apagar el reactor en menos de dos segundos (el tiempo para el RBMK, después del accidente de Chernóbil fue disminuido de 18 a 12 segundos).

El segundo es un veneno nuclear (boro) que sólo está presente en reactores presurizados (este sistema y el sistema utilizado para detener el reactor no son el mismo).

Ambos están hechos de elementos capaces de absorber neutrones: boro y cadmio en el primer sistema y sólo boro en el segundo. Ambos están diseñados para terminar la reacción en un par de segundos.

Para resumir las cosas, debemos reconsiderar lo peligrosas que son las centrales nucleares, ya que están preparadas incluso para el suceso técnico más extremo y para el desastre natural más extremo (en caso contrario, debemos considerar el cierre de la planta si la posibilidad de un desastre natural es alta).

(imagen: Pixabay)