centrales nucleares
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Juan Sanchez nos envia este estupendo trabajo para compartirlo con mis alumnos y con todo aquel que le pueda interesar. Gracias Juan y felicitaciones, el trabajo está muy completo y claro.TRANSCRIPT
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CENTRALES NUCLEARES Y SU
PROBLEMÁTICA
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CONTENIDO
Introducción................................................................................................................................................. 3
¿Qué es una central nuclear?........................................................................................................................ 4
Seguridad y diseño de las centrales ............................................................................................................ 9
Tipos de centrales nucleares operativas en España .................................................................................... 12
Centrales nucleares de agua a presión (PWR) ....................................................................................... 12
Centrales nucleares de agua en ebullición (BWR) ................................................................................. 13
PROBLEMAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR......................................................................................... 15
Seguridad nuclear .................................................................................................................................. 15
Riesgos y efectos radiológicos ............................................................................................................... 16
Efectos biológicos de la radiación...................................................................................................... 16
Trastornos graves............................................................................................................................... 17
Efectos retardados............................................................................................................................. 17
Repercusiones ambientales de la energía nuclear ................................................................................ 18
Problemas de contaminación radiactiva............................................................................................ 18
Accidentes en Centrales nucleares ............................................................................................................. 19
EL ACCIDENTE DE CHERNOBYL............................................................................................................... 19
Causas ................................................................................................................................................ 20
Estudios-efectos................................................................................................................................. 21
THREE MILE ISLAND ............................................................................................................................... 22
El accidente........................................................................................................................................ 23
Tras el accidente… ............................................................................................................................. 23
KASHIWAZAKI-KARIWA .......................................................................................................................... 24
Bibliografía consultada .............................................................................................................................. 25
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INTRODUCCIÓN
La idea de que el núcleo de un átomo es inestable si tiene demasiados neutrones se aplica
también a elementos muy grandes como el uranio. El uranio natural contiene pequeñas
cantidades de uranio 235, que es inestable y, por tanto, radiactivo, con lo que emite partículas
alfa. No obstante los descubrimientos efectuados en 1939, demostraron que si se añade un
neutrón más al núcleo de uranio 235, éste se vuelve extremadamente inestable y se desintegra
violentamente. Esta reacción, que se desencadena bombardeando el uranio 235 con neutrones es
la famosa reacción de fisión. Esta desintegración del uranio 235 provoca la división del núcleo
en dos fragmentos aproximadamente iguales, cada uno de los cuales es un elemento más ligero.
Durante la reacción se libera una gran cantidad de energía y puede producirse un calor muy
elevado en una explosión muy rápida de un gran número de estas reacciones, produciéndose
varios neutrones adicionales. Sí uno de estos neutrones es absorbido por otro núcleo de uranio
235, el proceso de fisión puede continuar como reacción en cadena. De esta forma, una reacción
conduce a otra y este proceso constante de fisión es la clave del funcionamiento de un reactor
nuclear.
Reacción en cadena
El mineral de uranio se encuentra en la naturaleza en cantidades limitadas. Es por tanto
un recurso no renovable. Suele hallarse casi siempre junto a rocas sedimentarias. Hay
depósitos importantes de este mineral en Norteamérica (27,4% de las reservas mundiales),
África (33%) y Australia (22,5%).
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Este mineral contiene tres isótopos: U-238 (99,28%), U-235 (0,71%) y U-234 (menos que el
0,01%). Dado que el U-235 se encuentra en una pequeña proporción, el mineral debe
ser enriquecido (purificado y refinado), hasta aumentar la concentración de U-235 a un 3%,
haciéndolo así útil para la reacción.
Porcentaje de los diferentes isótopos de uranio en la Naturaleza
Haciendo un poco de historia el primer reactor nuclear hecho por el hombre empezó a operar en
1942, pero no fue el primero en la Tierra, puesto que se cree que hace unos 1.700 millones de
años, en un depósito de uranio en África se produjo espontáneamente una reacción de fisión en
cadena.
En 1956 se puso en marcha, en Inglaterra, la primera planta nuclear generadora de electricidad
para uso comercial. En 1990 había 420 reactores nucleares comerciales en 25 países que
producían el 17% de la electricidad del mundo.
En los años cincuenta y sesenta esta forma de generar energía fue acogida con entusiasmo, dado
el poco combustible que consumía (con un solo kilo de uranio se podía producir tanta energía
como con 1000 toneladas de carbón). Pero ya en la década de los 70 y especialmente en la de
los 80 cada vez hubo más voces que alertaron sobre los peligros de la radiación, sobre todo en
caso de accidentes. El riesgo de accidente grave en una central nuclear bien construida y
manejada es muy bajo, pero algunos de estos accidentes, especialmente el de Chernobyl (1986)
que sucedió en una central de la URSS construida con muy deficientes medidas de seguridad y
sometida a unos riesgos de funcionamiento alocados, han hecho que en muchos países la
opinión pública mayoritariamente se haya opuesto a la continuación o ampliación de los
programas nucleares. Además ha surgido otro problema de difícil solución: el del
almacenamiento de los residuos nucleares de alta actividad.
¿QUÉ ES UNA CENTRAL NUCLEAR?
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Esquema del complejo de una central nuclear
En una central nuclear, como en una central térmica (carbón, fuel o gas) se transforma la energía
liberada por un combustible, en forma de calor, en energía mecánica, y después en energía
eléctrica; el calor producido permite evaporar agua que acciona una turbina que lleva acoplado
un alternador.
El vapor que alimenta la turbina puede ser producido directamente en el interior de la vasija del
reactor (en los reactores de agua en ebullición) o en un cambiador denominado generador de
vapor (en los reactores de agua a presión).
El principio de una central nuclear es muy sencillo lo que pasa que la tecnología aplicada es
compleja debido a los fenómenos en juego, las potencias alcanzadas, los requisitos técnicos y
las precauciones necesarias para asegurar en todo momento, tanto la seguridad de los
trabajadores y de la población, como la protección del medio ambiente.
Los principales materiales o componentes de un reactor nuclear son:
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Combustible. En una central nuclear el combustible es, generalmente, óxido de uranio.
En todas las centrales que están en funcionamiento en nuestro país, se emplea uranio
ligeramente enriquecido en uranio 235, con un grado de enriquecimiento que oscila entre el 3
y el 5%. Este material se encuentra como pastillas cerámicas que se introducen en el interior
de una vaina o envoltura metálica.
Moderador. En los reactores denominados "térmicos" es la sustancia que frena, sin
capturarlos, los neutrones que se producen en la reacción de fisión hasta una velocidad a la
que sean capaces de producir una nueva reacción de fisión. No se trata de parar la reacción
(éste es el papel de las barras de control) sino de mantenerla. Hay tres sustancias que
responden bien a estas exigencias: grafito, agua y agua pesada.
Barras de control. Contienen una sustancia que captura los neutrones de forma tal que
se pare completamente la reacción nuclear de fisión o se module la potencia del reactor.
Núcleo del reactor. Es la zona en la que se encuentran las barras de combustible y las
barras de control rodeadas por el moderador en una distribución adecuada, de modo que
cuando estas últimas están insertadas la reacción nuclear se para. La reacción se inicia al
retirar las barras de control. Los mecanismos de accionamiento de las barras de control están
diseñados de tal modo que éstas se insertan (entran) en determinadas circunstancias, dando
lugar a lo que se llama parada automática o "disparo".
Refrigerante. El calor es extraído del núcleo por medio del refrigerante que circula
alrededor de las barras de combustible. Los fluidos que se suelen utilizar son: anhídrido
carbónico, agua o agua pesada. El refrigerante circula en el interior del núcleo, lamiendo las
barras de combustible.
La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, donde se encuentran las agrupaciones
de varillas de combustible intercaladas con unas decenas de barras de control que están
hechas de un material que absorbe los neutrones. Introduciendo estas barras de control más o
menos se controla el ritmo de la fisión nuclear ajustándolo a las necesidades de generación
de electricidad.
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Efecto de las barras de control en una reacción de fisión
En las centrales nucleares habituales hay un circuito primario de agua en el que esta se
calienta por la fisión del uranio. Este circuito forma un sistema cerrado en el que el agua
circula bajo presión, para que permanezca líquida a pesar de que la temperatura que alcanza
es de unos 293ºC.
Con el agua del circuito primario se calienta otro circuito de agua, llamado secundario. El
agua de este circuito secundario se transforma en vapor a presión que es conducido a una
turbina. El giro de la turbina mueve a un generador que es el que produce la corriente
eléctrica.
Esquema del circuito de una central nuclear
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Finalmente, el agua es enfriada en torres de enfriamiento, o por otros procedimientos.
Torre de enfriamiento de una central nuclear
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SEGURIDAD Y DISEÑO DE LAS CENTRALES
La seguridad nuclear tiene como objetivo reducir la probabilidad de que ocurra un accidente y
mitigar sus consecuencias, caso de que ese accidente se produjera; el principio básico en el
diseño de una central nuclear se describe como defensa en profundidad expresado en tres
niveles o escalones de seguridad:
Primer escalón: consiste en impedir la desviación respecto al funcionamiento normal,
es decir en hacer estable el funcionamiento de las centrales, para lo que éstas se diseñan,
construyen y operan con arreglo a niveles de calidad y prácticas de ingeniería adecuadas.
Segundo escalón: su finalidad es detectar e interrumpir las desviaciones, respecto a las
condiciones de funcionamiento normal, para evitar que los incidentes operacionales que
puedan ocurrir se agraven hasta convertirse en condiciones de accidente.
Tercer escalón: se supone que, aunque sea muy improbable, es posible que ciertos
incidentes operacionales no sean interrumpidos por los escalones precedentes, por lo que se
incorporan equipos y procedimientos adicionales para controlar las condiciones de accidente
resultantes, evitando que se produzcan daños al núcleo y la liberación al medio ambiente de
material radiactivo.
Después del tercer escalón existen otros factores que contribuyen a la protección del público y
del personal del emplazamiento, como:
La incorporación a la central de elementos complementarios específicos para mitigar las
consecuencias de sucesos de muy baja probabilidad que excedan las bases de diseño
(accidentes severos o accidentes con daño al núcleo).
La aplicación de planes de emergencia, incluyendo distintas medidas de protección a las
personas.
El objetivo más importante en el diseño y en la construcción de una central nuclear es asegurar
que todas las radiaciones e isótopos radiactivos, contenidos fundamentalmente en el interior del
reactor y consistentes en productos de fisión, se mantienen confinados. Además otro objetivo
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importante consiste en que los vertidos al medio ambiente estén bajo un cuidadoso control y que
las cantidades vertidas se midan y se mantengan dentro del rango de los valores considerados
como aceptables.
La emisión de radiación hacia el exterior de la central se controla con el empleo de blindajes
con suficiente espesor para absorber las radiaciones emitidas.
El escape de materiales radiactivos se evita mediante el empleo de barreras de seguridad
múltiples; cada una de las cuales contiene a las anteriores. Así, antes de que un material
radiactivo se vierta accidentalmente al exterior ha de superar las sucesivas barreras de
contención. En principio se pueden considerar las siguientes:
La vaina que envuelve las pastillas combustibles.
El circuito primario (o barrera de presión).
La contención.
Barreras de contención de un reactor nuclear
A veces se considera como la primera barrera la propia pastilla de combustible, al tratarse de un
material cerámico. Pero una visión más rigurosa de la realidad considera la pastilla sólo como
una barrera parcial.
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Para controlar el funcionamiento del reactor existen una serie de sistemas de accionamiento de
las barras de control, así como sistemas de instrumentación que permiten vigilar su
comportamiento y medir los valores de los parámetros característicos (flujo de neutrones,
temperaturas, presión, nivel del refrigerante en la vasija, etc.): son los sistemas de control del
reactor.
Todos los parámetros vitales del reactor y los sistemas asociados tienen establecidos unos
valores límites, de tal manera que al superarse cualquiera de ellos, se produce de manera
automática la parada del reactor por la rápida inserción de las barras de control (a este fenómeno
se le llama "disparo"); esta actuación se produce en el denominado sistema de protección del
reactor, que, asimismo, produce el arranque automático de sistemas de seguridad (refrigeración,
ventilación, alimentación eléctrica, aislamiento del edificio de contención,...) en caso de darse
unas condiciones predeterminadas. El núcleo del reactor está colocado dentro de una vasija
gigantesca de acero diseñada para que si ocurre un accidente no salga radiación al ambiente.
Esta vasija junto con el generador de vapor están colocados en un edificio construido con
grandes medidas de seguridad con paredes de hormigón armado de uno a dos metros de espesor
diseñadas para soportar terremotos, huracanes y hasta colisiones de aviones que chocaran contra
él.
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TIPOS DE CENTRALES NUCLEARES OPERATIVAS EN ESPAÑA
Actualmente en nuestro país existen dos tipos de centrales nucleares en operación. Las de agua a
presión (PWR) y las de agua en ebullición (BWR). Existe también una central de tecnología
diferente, denominada de grafito-gas, que está parada definitivamente y en proceso de
desmantelamiento.
CENTRALES NUCLEARES DE AGUA A PRESIÓN (PWR)
El núcleo del reactor está contenido en una cuba de acero, vasija del reactor, por la que circula
agua bajo presión, que desempeña a la vez el papel de moderador y de fluido de transporte de
calor. Las barras de control están situadas en la parte superior de la tapa de la vasija del reactor
y se insertan (penetran) en el núcleo por la acción de la gravedad.
El hecho de utilizar agua como fluido moderador y de transporte de calor, impone el uso de
uranio enriquecido, porque el agua ordinaria captura demasiado fácilmente los neutrones como
para permitir el uso de uranio natural.
El agua circula gracias a unas bombas que la impulsan hacia el núcleo del reactor donde se
calientan y se mantiene la presión adecuada gracias a un presionador.
El circuito recorrido por el agua que atraviesa el núcleo del reactor se llama circuito primario.
Se trata de un circuito cerrado cuya agua pasa, periódicamente, a través de un sistema de
purificación.
El agua del circuito primario pasa por el interior de los tubos en forma de U de los generadores
de vapor. Por el exterior de estos tubos, sin mezclarse con la anterior, circula el agua del circuito
secundario, que se calienta gracias al calor transportado por el circuito primario convirtiéndose
en vapor. El vapor se expande en la turbina haciéndola girar y moviendo el alternador donde se
produce electricidad que se envía al parque de transformación y a la red eléctrica.
Como en toda central térmica, hay que condensar el vapor. La condensación se hace a través de
un circuito de refrigeración exterior que utiliza un gran caudal de agua el río, pantano o mar,
que circula por el interior de los tubos del condensador, calentándose y transportando una
energía no aprovechable en el ciclo de producción de energía eléctrica hasta el mar, río o torres
de refrigeración (en el caso de sistemas de circulación cerrados).
El vapor que circula por el exterior de los tubos del condensador se condensa al enfriarse y es
enviado de nuevo al generador de vapor.
Las presiones en el condensador son mayores por la parte interior del tubo donde circula agua
del río o mar que por el exterior, circuito secundario. Así, caso de de producirse una fisura en la
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pared del tubo sería el agua del río la que entrara en el condensador y no el vapor de la central el
que saliera fuera.
CENTRALES NUCLEARES DE AGUA EN EBULLICIÓN (BWR)
El principio básico del reactor de agua en ebullición es aprovecharla energía térmica
desprendida por la fisión nuclear para hacer hervir el agua contenida en la propia vasija del
reactor, es decir, en contacto directo con las vainas del combustible. La misma agua interviene,
además, como moderador de la reacción nuclear.
La ebullición en el interior de la vasija debido al calor desprendido por el núcleo del reactor,
produce vapor saturado que pasa a través de los separadores de humedad y los secadores
contenidos en la vasija. Este vapor seco, hace girar la turbina que mueve el alternador.
El vapor a la salida de la turbina pasa al condensador. Una vez que el agua de condensado ha
sido calentada a la temperatura adecuada se bombea de nuevo a la vasija del reactor.
Aproximadamente una tercera parte de esta agua de refrigeración del núcleo se deriva
continuamente fuera de la vasija a través de los bucles de recirculación y se hace volver a la
vasija a través de las bombas de inyección internas para aumentar el caudal del refrigerante y
contribuir a la regulación de la potencia del reactor.
Las barras de control están situadas en la parte inferior de la vasija y se inyectan en su interior
mediante un sistema hidráulico accionado por el propio refrigerante.
En España hay seis centrales nucleares en explotación, de ellas, Almaraz y Ascó, tienen dos
unidades gemelas, por lo que el número de reactores es de ocho, y una central que ha sido
declarada en cese definitivo de explotación, José Cabrera. Esos ocho grupos de producción de
energía eléctrica son de dos tipos distintos: de agua ligera a presión (PWR) y de agua ligera en
ebullición (BWR).
Por orden de antigüedad, dentro del grupo PWR, el listado de centrales es el siguiente: Almaraz,
con dos unidades (1980 y 1983); Ascó, también con dos unidades (1982 y 1985); Vandellós II
(1987); y Trillo, la última central puesta en marcha en España (1987).
En cuanto al grupo de las centrales de agua en ebullición, (BWR), la más antigua es la de Santa
María de Garoña, (1970); seguida de Cofrentes (1984).
Las centrales españolas producen en torno al 20 % de la energía eléctrica que se consume en
nuestro país, dependiendo del número y duración de sus paradas de recarga, que fluctúa de unos
años a otros.
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Situación geográfica de las centrales nucleares españolas
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PROBLEMAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR
SEGURIDAD NUCLEAR
La preocupación de la opinión pública en torno a la aceptabilidad de la energía nuclear
procedente de la fisión se debe a dos características básicas del sistema. La primera es el
elevado nivel de radiactividad que existe en diferentes fases del ciclo nuclear, incluida la
eliminación de residuos. La segunda es el hecho de que los combustibles nucleares uranio 235 y
plutonio 239 son los materiales con que se fabrican las armas nucleares.
Como ya indicamos en la introducción de este trabajo en la década de 1950 se pensó que la
energía nuclear podía ofrecer un futuro de energía barata y abundante. La industria energética
confiaba en que la energía nuclear sustituyera a los combustibles fósiles, cada vez más escasos,
y disminuyera el coste de la electricidad. Los grupos preocupados por la conservación de los
recursos naturales preveían una reducción de la contaminación atmosférica y de la minería a
cielo abierto. La opinión pública era en general favorable a esta nueva fuente de energía, y
esperaba que el uso de la energía nuclear pasara del terreno militar al civil. Sin embargo,
después de esta euforia inicial, crecieron las reservas en torno a la energía nuclear a medida que
se estudiaban más profundamente las cuestiones de seguridad nuclear y proliferación de
armamento. En todos los países del mundo existen grupos opuestos a la energía nuclear, y las
normas estatales se han hecho complejas y estrictas. Suecia, por ejemplo, pretende limitar su
programa a unos 10 reactores. Austria ha cancelado su programa. En cambio, Gran Bretaña,
Francia, Alemania y Japón siguen avanzando en este terreno.
El Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) es el organismo encargado de velar en España por la
seguridad nuclear y la protección radiológica. Informa sobre la concesión o retirada de
autorizaciones, inspecciona la construcción, puesta en marcha y explotación de instalaciones
nucleares o radiactivas, participa en la confección de planes de emergencia y promociona la
realización de trabajos de investigación
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RIESGOS Y EFECTOS RADIOLÓGICOS
Los materiales radiactivos emiten radiación ionizante penetrante que puede dañar los tejidos
vivos. La unidad que suele emplearse para medir la dosis de radiación equivalente en los seres
humanos es el milisievert. La dosis de radiación equivalente mide la cantidad de radiación
absorbida por el organismo, corregida según la naturaleza de la radiación puesto que los
diferentes tipos de radiación son más o menos nocivos. En el caso del Reino Unido, por
ejemplo, cada individuo está expuesto a unos 2,5 milisieverts anuales por la radiación de fondo
procedente de fuentes naturales. Los trabajadores de la industria nuclear están expuestos a unos
4,5 milisieverts (aproximadamente igual que las tripulaciones aéreas, sometidas a una
exposición adicional a los rayos cósmicos). La exposición de un individuo a 5 sieverts suele
causar la muerte. Una gran población expuesta a bajos niveles de radiación experimenta
aproximadamente un caso de cáncer adicional por cada 10 sieverts de dosis equivalente total.
Por ejemplo, si una población de 10.000 personas está expuesta a una dosis de 10 milisieverts
por individuo, la dosis total será de 100 sieverts, por lo que habrá 10 casos de cáncer debidos a
la radiación (además de los cánceres producidos por otras causas).
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIÓN
Son consecuencia de la acción de una radiación ionizante sobre los tejidos de los organismos
vivos. La radiación transfiere energía a las moléculas de las células de estos tejidos. Como
resultado de esta interacción las funciones de las células pueden deteriorarse de forma temporal
o permanente y ocasionar incluso la muerte de las mismas. La gravedad de la lesión depende del
tipo de radiación, de la dosis absorbida, de la velocidad de absorción y de la sensibilidad del
tejido frente a la radiación. Los efectos de la radiación son los mismos, tanto si ésta procede del
exterior, como si procede de un material radiactivo situado en el interior del cuerpo.
Los efectos biológicos de una misma dosis de radiación varían de forma considerable según el
tiempo de exposición. Los efectos que aparecen tras una irradiación rápida se deben a la muerte
de las células y pueden hacerse visibles pasadas horas, días o semanas. Una exposición
prolongada se tolera mejor y es más fácil de reparar, aunque la dosis radiactiva sea elevada. No
obstante, si la cantidad es suficiente para causar trastornos graves, la recuperación será lenta e
incluso imposible. La irradiación en pequeña cantidad, aunque no mate a las células, puede
producir alteraciones a largo plazo.
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TRASTORNOS GRAVES
Dosis altas de radiación sobre todo el cuerpo, producen lesiones características. La radiación
absorbida se mide en grays (1 gray equivale a 1 julio de energía absorbido por kilogramo de
material; su símbolo es Gy). Una cantidad de radiación superior a 40 Gy produce un deterioro
severo en el sistema vascular humano, que desemboca en edema cerebral, trastornos
neurológicos y coma profundo. El individuo muere en las 48 horas siguientes. Cuando el
organismo absorbe entre 10 y 40 Gy de radiación, los trastornos vasculares son menos serios,
pero se produce la pérdida de fluidos y electrolitos que pasan a los espacios intercelulares y al
tracto gastrointestinal. El individuo muere en los diez días siguientes a consecuencia del
desequilibrio osmótico, del deterioro de la médula ósea y de la infección terminal. Si la cantidad
absorbida oscila entre 1,5 y 10 Gy, se destruye la médula ósea provocando infección y
hemorragia. La persona puede morir cuatro o cinco semanas después de la exposición. Los
efectos de estas radiaciones poco intensas, son los que pueden tratarse de forma eficaz. La mitad
de las personas que han recibido una radiación de 3 a 3,25 Gy y que no hayan recibido
tratamiento, pierden la médula ósea.
La irradiación de zonas concretas del cuerpo (radiaciones accidentales) produce daños locales
en los tejidos. Se lesionan los vasos sanguíneos de las zonas expuestas alterando las funciones
de los órganos. Cantidades más elevadas, desembocan en necrosis (zonas de tejido muerto) y
gangrena.
No es probable que una irradiación interna, cause trastornos graves sino más bien algunos
fenómenos retardados, que dependerán del órgano en cuestión y de su vida media, de las
características de la radiación y del comportamiento bioquímico de la fuente de radiación. El
tejido irradiado puede degenerar o destruirse e incluso desarrollar un cáncer.
EFECTOS RETARDADOS
Las consecuencias menos graves de una radiación ionizante se manifiestan en muchos órganos,
en concreto en la médula ósea, riñones, pulmones y el cristalino de los ojos, debido al deterioro
de los vasos sanguíneos. Como consecuencias secundarias aparecen cambios degenerativos y
funciones alteradas. No obstante, el efecto retardado más importante comparándolo con
personas no irradiadas, es el aumento de la incidencia de casos de cáncer y leucemia. El
aumento estadístico de leucemia y cáncer de tiroides, pulmón y mama, es significativo en
poblaciones expuestas a cantidades de radiación relativamente altas (más de 1 Gy). En animales
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de experimentación se ha observado una reducción del tiempo de vida, aún no se ha demostrado
en seres humanos.
REPERCUSIONES AMBIENTALES DE LA ENERGÍA NUCLEAR
Una de las ventajas que los defensores de la energía nuclear le encuentran es que es
mucho menos contaminante que los combustibles fósiles. Comparativamente las centrales
nucleares emiten muy pocos contaminantes a la atmósfera.
Los que se oponen a la energía nuclear argumentan que el hecho de que el carbón y, en menor
medida el petróleo y el gas, sean sucios no es un dato a favor de las centrales nucleares. Que lo
que hay que lograr es que se disminuyan las emisiones procedentes de las centrales que usan
carbón y otros combustibles fósiles, lo que tecnológicamente es posible, aunque encarece la
producción de electricidad.
PROBLEMAS DE CONTAMINACIÓN RADIACTIVA
En una central nuclear que funciona correctamente la liberación de radiactividad es mínima y
perfectamente tolerable ya que entra en los márgenes de radiación natural que habitualmente
hay en la biosfera.
El problema ha surgido cuando han ocurrido accidentes en algunas de las más de 400 centrales
nucleares que hay en funcionamiento. Una planta nuclear típica no puede explotar como si fuera
una bomba atómica, pero cuando por un accidente se producen grandes temperaturas en el
reactor, el metal que envuelve al uranio se funde y se escapan radiaciones. También puede
escapar, por accidente, el agua del circuito primario, que está contenida en el reactor y es
radiactiva, a la atmósfera.
La probabilidad de que ocurran estos accidentes es muy baja, pero cuando suceden sus
consecuencias son muy graves, porque la radiactividad produce graves daños. Y, de hecho ha
habido accidentes graves. Dos han sido más recientes y conocidos: el de Three Mile Island, en
Estados Unidos, y el de Chernobyl, en la antigua URSS.
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ACCIDENTES EN CENTRALES NUCLEARES
EL ACCIDENTE DE CHERNOBYL
Situación de la central de Chernobyl
El 26 de abril de 1986 tuvo lugar en la antigua Unión Soviética un accidente nuclear en la
unidad 4 de la central nuclear de Chernóbil. Esta central está situada en Ucrania y disponía de
cuatro unidades del modelo soviético RBMK, moderado por grafito y refrigerado por agua. El
accidente fue una combinación de un mal diseño de la central nuclear junto con los errores
producidos por los operadores de la misma, en el marco de un sistema en el que el
entrenamiento era escaso, y en el que no existía un organismo regulador independiente. El
accidente, de enormes repercusiones en la zona situada alrededor de la central que incluye áreas
de Ucrania y Bielorrusia, ha sido clasificado en el nivel 7, máximo de la Escala Internacional de
Sucesos Nucleares (INES) del OIEA.
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Intensidad de la radiación en Europa como consecuencia del accidente de Chernobyl
Los efectos producidos durante el accidente causaron la muerte a 50 personas y provocaron
4.000 casos de cáncer de tiroides, según el último informe del OIEA en el que han trabajado un
equipo internacional integrado por 100 científicos.
CAUSAS
• La falta de una “cultura de seguridad”, consecuencia a su vez de la falta de un régimen político
y social democrático en la Unión Soviética, está en la raíz del accidente de Chernóbil.
• La Unión Soviética no tenía un sistema independiente de inspección y evaluación de la
seguridad de las instalaciones nucleares, es decir, un organismo regulador, como en los países
occidentales).
• El diseño de un reactor del tipo RBMK no hubiera sido nunca autorizado en los países
occidentales. De hecho, nunca se ha construido un reactor de este diseño fuera de la antigua
Unión Soviética.
• Las prácticas operativas de los reactores soviéticos no eran homologables a las prácticas de los
países occidentales. En éstos, no hubieran sido nunca permitidas.
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Ciudad fantasma de Pripyat, abandonada tras el accidente .Al fondo el edificio de la central
nuclear de Chernobyl
ESTUDIOS-EFECTOS
• Los efectos del accidente de Chernóbil han sido evaluados por organismos internacionales,
fundamentalmente el OIEA, la Organización Mundial de la Salud y la Agencia de Energía
Nuclear, que han hecho públicos los resultados de su investigación.
• A mediados del año 2005, no llegan a 50 las defunciones atribuidas directamente a la radiación
liberada por el desastre; casi todas esas muertes fueron de trabajadores de servicios de
emergencia que sufrieron una exposición intensa y fallecieron a los pocos meses del accidente.
• La contaminación provocada por el accidente ha causado alrededor de 4.000 casos de cáncer
de tiroides, principalmente en personas que eran niños o adolescentes en el momento del
accidente, y al menos nueve niños han muerto de cáncer de tiroides; con todo, la tasa de
supervivencia entre las víctimas del cáncer, a juzgar por la experiencia en Bielorrusia, ha sido
de casi el 99%.
• En total, hasta 4.000 personas podrían morir a causa de la radiación a la que se vieron
expuestas a raíz del accidente ocurrido en la central nuclear de Chernóbil, según las
conclusiones a que ha llegado un equipo internacional integrado por más de 100 científicos.
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• Uno de los daños más importantes producidos en la población es el impacto psicológico
derivado del desconocimiento del efecto de la radiación y las informaciones incorrectas que se
prodigaron.
• Los ecosistemas afectados por el accidente de Chernóbil se han estudiado y vigilado
ampliamente en los dos últimos decenios. Durante los primeros diez días hubo grandes
emisiones de radionucleidos que contaminaron más de 200.000 kilómetros cuadrados de
Europa.
THREE MILE ISLAND
El 28 de marzo de 1979 se produjo un accidente en la unidad II de la central nuclear Three Mile
Island, Pennsylvania. El accidente consistió en una pequeña fuga de agua del sistema del reactor
que no se diagnosticó correctamente hasta después de que se hubieran producido serios daños al
reactor. Los operadores fueron incapaces de responder adecuadamente a la parada debido a una
instrumentación inadecuada en la sala de control y al insuficiente entrenamiento de los
operadores. El accidente fue clasificado como nivel 5 (accidente con riesgo fuera del
emplazamiento) de la escala INES. Las consecuencias radiológicas fueron mínimas y no hubo
amenazas para la salud.
Vista aérea de la central de Three Mile island
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EL ACCIDENTE
• A pesar de ser clasificado como accidente de nivel 5 (accidente con riesgo fuera del
emplazamiento) de la escala INES, las consecuencias radiológicas fueron mínimas. No fue una
cuestión de suerte, sino que se debió a la aplicación de los principios de seguridad
predominantes en el sector nuclear.
• Aunque se liberó radiación de la central, no hubo ninguna amenaza para la salud como
confirman análisis y mediciones medioambientales efectuados durante y después del accidente.
• El riesgo para el público fue mínimo, pero la cobertura del accidente en los medios y la
información contradictoria disponible, contribuyó a que el suceso adquiriese el status de
desastre. No sólo falló la sala de control, sino también la comunicación.
• El edificio de contención funcionó de acuerdo con su diseño. A pesar de que se fundió más de
la tercera parte del combustible, la vasija del reactor mantuvo su integridad, conteniendo el
combustible dañado.
• El proceso de limpieza finalizó en diciembre de 1993 y en la actualidad se encuentra en fase
de almacenamiento vigilado tras la descarga del combustible.
TRAS EL ACCIDENTE…
• La lección aprendida de TMI-2 fue la necesidad de desarrollar y mejorar el entrenamiento de
operadores, intensificar los planes de emergencia y los sistemas de seguridad, y muy
especialmente mejorar y fomentar las relaciones de comunicación con la sociedad.
• Después del accidente de la central nuclear de Three Mile Island en marzo de 1979, las
compañías eléctricas propietarias de las centrales nucleares de Estados Unidos fundaron el
Institute of Nuclear Power Operations (INPO), con el objetivo de mejorar la seguridad y la
fiabilidad de las centrales. Algunas de las prácticas establecidas tras el accidente son:
- Realizar un análisis sistemático de la experiencia operativa, intercambiándose de forma rápida
a nivel internacional.
- Establecer INPO, que certifique la formación del personal de las centrales nucleares y el
mantenimiento de los conocimientos y habilidades del mismo.
- Fortalecer la responsabilidad de la dirección a todos los niveles y mejorar la explotación
general de toda la industria nuclear.
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- Tras el accidente TMI-2 se realizaron importantes y continuas mejoras en el rendimiento de las
centrales nucleares que permitieron una mejor comprensión de la fusión del combustible y de la
improbabilidad de una fusión del tipo “Síndrome de China” (según el cual el combustible
fundido atraviesa el fondo de la vasija y de la contención y, derritiendo todo a su paso, penetra
en el subsuelo y atraviesa la Tierra).
- La unidad 1 de TMI sigue en funcionamiento con 837 MWe de potencia.
KASHIWAZAKI-KARIWA
El 16 de julio de 2007 la central nuclear japonesa Kashiwasaki-Kariwa se vio afectada
por un terremoto de gran magnitud y cerró en condiciones de seguridad. El epicentro
se encontraba a 10 kilómetros de la central.
La central tiene siete reactores. De ellos, tres estaban en operación y pararon de
forma segura según lo previsto en su protocolo de seguridad y según su diseño. La
unidad 2, en proceso de arranque, también paró de forma automática.
Incendio en la central japonesa de Kashiwasaki-Kariwa
• Durante el terremoto de magnitud 6,6 la seguridad se cumplió tal y como se debía, según un
informe del OIEA.
• Causó la parada automática de cuatro de los siete reactores de la central de Kashiwazaki-
Kariwa. En uno de ellos se produjo un incendio en la parte convencional de la central (uno de
los transformadores de la unidad 3) y también una pequeña fuga de agua.
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• Durante el terremoto, el más importante desde 2004 en esta zona, tres de los siete reactores
(las unidades 3, 4 y 7) estaban en operación. Estos reactores pararon de forma segura según está
previsto en su protocolo de seguridad y según su diseño. La unidad 2 estaba en proceso de
arranque y también se paró de forma automática. Los sistemas de seguridad han funcionado a la
perfección.
• La cantidad de radiactividad liberada se encuentra muy por debajo de los límites establecidos y
autorizados para que no afecte a la salud ni al medio ambiente.
• Los daños producidos por el terremoto no han afectado al reactor o a sistemas del reactor
relacionados con la seguridad.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
C. Baird, “Química ambiental”, 2ª Ed.; Editorial Reverté, Barcelona, 2001. C. Orozco, A. Pérez, M. N. González, F. J. Rodríguez y J. M. Alfayate;
“Contaminación ambiental. Una visión desde la química”, ThomsonEditores/Paraninfo, Madrid, 2003.
S.E. Manahan, “Introducción a la Química Ambiental”, Editorial Reverté,Barcelona 2007.
Página web de Nuclenor. Fecha de acceso 13/04/2009 www.nuclenor.org/aula
Página web del Consejo de Seguridad Nuclear. Fecha de acceso 14/04/2009
www.csn.es
Dibujos y gráficos del trabajo proceden de la página web de NUCLENOR
(http://www.nuclenor.org/) y de la del Consejo de Seguridad Nuclear (www.csn.es)