En 1999, la industria nuclear japonesa sufrió un importante accidente nuclear en Tokai-mura en Ibaraki, Japón. Ocurrió en una instalación de procesamiento de combustible nuclear.
Para comprender el accidente de criticidad de Ibaraki, primero explicamos brevemente el proceso de enriquecimiento de uranio en la planta de Tokaimura.
¿Qué es el proceso de enriquecimiento de uranio?
El proceso de enriquecimiento de uranio se lleva a cabo convirtiendo previamente el uranio en un compuesto llamado hexafluoruro de uranio. El hexafluoruro de uranio es gaseoso en condiciones normales.
El siguiente paso es convertir el uranio enriquecido en forma de hexafluoruro de uranio en óxido de uranio, lo que se logra en un tanque con una solución acuosa de nitrato de uranilo.
El compuesto se convierte en pellets de combustible cerámicos. Estos pellets son el combustible nuclear que se utiliza en una planta de energía nuclear.
La solución de óxido de uranio (U3O8) tenía que estar en un tanque dispuesto a tal efecto. Posteriormente, tuvo que ser transferido a una solución de nitrato de uranilo puro y homogeneizado con una purga de gas nitrógeno.
Posteriormente, la mezcla tuvo que ser vertida en el tanque de precipitación enfriado por agua para evacuar el calor residual generado por la reacción exotérmica.
El procedimiento tenía límites para la cantidad de uranio que debía transferirse al tanque de precipitación para evitar una reacción nuclear en cadena autosostenida. El máximo debe ser de 2,4 kg de uranio.
¿Qué causó el accidente nuclear de Tokaimura?
El procedimiento fue modificado en noviembre de 1996 sin permiso de las autoridades reguladoras competentes.
Así, al preparar el combustible del reactor de potencia JOYO en septiembre de 1999, los trabajadores disolvieron el polvo de U 3 O 8 en ácido nítrico en los baldes de acero inoxidable y vertieron la solución directamente en el tanque de precipitación.
La solución utilizada de 16 litros de óxido de uranio altamente enriquecido se distribuyó en cuatro cubos de acero inoxidable para verterse en el tanque.
En la mañana del 30 de septiembre, cuando el volumen alcanzó los 40 litros y alcanzó la masa crítica necesaria para iniciar una reacción en cadena de fisión nuclear, comenzó a emitir neutrones y radiación gamma.
Efectos inmediatos del accidente nuclear de Ibaraki
El trabajador que añadió el séptimo cubo de nitrato de uranio al fregadero, Hisashi Ouchi-, vio un destello azul de radiación Cherenkov. Él y otro trabajador cerca del fregadero experimentaron inmediatamente dolor, náuseas, dificultad para respirar y otros síntomas.
Unos minutos después de ocurrido el accidente, vomitó y perdió el conocimiento.
No hubo explosión, pero el resultado de la reacción nuclear fue una intensa radiación gamma y de neutrones del tanque de sedimentación, lo que disparó la alarma. Entonces comenzaron las acciones para localizar el accidente nuclear.
Once horas después del inicio del accidente nuclear, el nivel de radiación gamma fue de aproximadamente 0,5 milisievert por hora en uno de los sitios fuera de la planta nuclear.
La reacción en cadena de fisión nuclear continuó durante aproximadamente 20 horas. Después de este tiempo, la reacción se detuvo porque los trabajadores agregaron agua de enfriamiento alrededor del tanque.
El agua de enfriamiento jugó un reflector de neutrones y se añadió ácido bórico al sedimentador (el boro es un buen absorbedor de neutrones).
Las rupturas en la reacción en cadena de la energía nuclear fueron causadas por el hecho de que el líquido hirvió, la cantidad de agua se volvió insuficiente para alcanzar la criticidad y la reacción en cadena disminuyó. Después de enfriar y condensar el agua, se reanudó la reacción.
La radiación de neutrones cesó, pero el peligroso nivel de radiación gamma residual de los productos de fisión permaneció en el sumidero durante algún tiempo.
La mayoría de los productos de fisión nuclear radiactivos volátiles permanecieron dentro del edificio. Sin embargo, algunos de los gases nobles radiactivos y el yodo 131 entraron en la atmósfera.
Consecuencias del accidente de Tokaimura
El accidente nuclear de Tokaimura afectó directamente a los tres trabajadores que preparaban la muestra, que tuvieron que ser hospitalizados. los tres hombres eran Yutaka Yokokawa, Masato Shinohara e Hisashi Ouchi.
Dos de ellos estaban en estado crítico. Hisashi Ouchi murió a las 12 semanas y la otra a los siete meses. Se estima que uno de los trabajadores muertos recibió radiación entre 1 y 20 sieverts.
Además,
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Cincuenta y seis trabajadores más de la planta recibieron radiación, al menos 21 personas que recibieron dosis importantes y tuvieron que estar bajo evaluación médica.
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En un radio de 200 metros alrededor de la instalación, el acceso fue restringido.
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Las autoridades japonesas evacuaron a 161 personas de áreas a 350 metros de la planta.
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A trescientas diez mil personas que vivían a 10 km de distancia se les advirtió que no abandonaran sus hogares hasta que la situación estuviera bajo control y su confinamiento duró 18 horas.
Una vez que terminó la reacción en cadena, los niveles de radiación en el exterior volvieron a la normalidad.
Según el Organismo Internacional de Energía Atómica OIEA, los niveles de radiación cerca de la planta, a mediados de octubre de 1999, habían recuperado sus niveles naturales. Los niveles de yodo-131 en el suelo y la vegetación fuera de la instalación mostraron que los alimentos no se habían visto afectados.
El accidente alcanzó el nivel 4 en la Escala INES (“accidente sin riesgo significativo fuera del sitio”).
Desde el accidente, que todos los indicios apuntan como una falla humana, las autoridades de energía atómica de Japón decidieron que las plantas de procesamiento de combustible en Japón deben estar completamente automatizadas.
