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Piscina de combustible nuclear gastado

Centro de Almacenamiento de El Cabril,
España 

Residuos nucleares

Residuos nucleares

Uno de los principales problemas del uso de la energía nuclear es la gestión de los residuos nucleares ya que son muy peligrosos y difíciles de eliminar.

Los desechos radiactivos se definen como cualquier material derivado del uso pacífico de la energía nuclear que contiene isótopos radiactivos para los cuales no se prevé la reutilización. El desperdicio de combustible nuclear gastado derivado de la fisión nuclear en el núcleo o núcleo del reactor de fisión nuclear representa la forma más conocida de desecho radiactivo, así como uno de los más difíciles de manejar debido a su larga permanencia en el medio ambiente; pero también otras actividades humanas conducen a la producción de este tipo de residuos (por ejemplo, aplicaciones médicas, de investigación, industriales ...).

En la historia de la industria, muchos desechos de procesos de producción se han reconocido como tóxicos para los humanos o peligrosos para el medio ambiente solo muchos años después de su aparición y, a veces, solo después de que se necesitaran emergencias ambientales o de salud para alarmar a la opinión pública., presionando para adoptar legislación restrictiva específica o procesos de eliminación más efectivos.

En comparación con este marco, los riesgos potenciales debidos al desperdicio de energía nuclear se reconocieron de inmediato y por esta razón, ya con el desarrollo de las primeras centrales nucleares comerciales, se habían imaginado e implementado soluciones completas para el tratamiento de desperdicios. mucho antes, al final del boom económico, se desarrolló un mayor alarmismo y desconfianza en estos temas en la población de los países industrializados.

Origen de los residuos nucleares

Las centrales nucleares son fuentes importantes de residuos radiactivos. El combustible nuclear gastado contiene grandes cantidades de uranio radiactivo, plutonio, cesio y muchos otros isótopos para los que no hay aplicaciones. El desmantelamiento de una planta de energía nuclear libera grandes cantidades de materiales de construcción, tuberías, etc. que son altamente radiactivos.

La medicina nuclear también genera residuos nuclearesSin embargo, las centrales nucleares no son las únicas instalaciones que generan residuos nucleares. La medicina nuclear, la radioterapia y la braquiterapia utilizadas en los hospitales generan una amplia gama de residuos radiactivos ligeros. Numerosas industrias como la industria petrolera y ciertos centros de investigación también producen residuos radiactivos ligeros. En el desarrollo de las armas nucleares, además del combustible nuclear reutilizable, se libera material radiactivo que no se puede utilizar para nada. Los desechos radiactivos también se generan durante la extracción y el procesamiento del combustible nuclear. Finalmente, la industria de procesamiento de residuos radiactivos también suministra residuos radiactivos.

Los desechos pueden ser de una naturaleza muy diferente. Sustancias sólidas, por ejemplo, barras de combustible gastado, filtros, herramientas, tierra y ropa contaminada, pero también líquidos como agua de enfriamiento o solventes que contienen sustancias radiactivas. En principio, cualquier forma de desecho que esté contaminado radiactivamente se clasifica como desecho radiactivo.

Clasificación europea de residuos nucleares

Residuos nuclearesDado que no todos los países emplean la misma clasificación, la Comisión Europea ha recomendado unificar criterios, para lo cual propone la siguiente clasificación, en vigor desde el 1 de enero de 2002:

Residuos nucleares de transición: residuos, principalmente de origen médico, que se desintegran durante el período de almacenamiento temporal, pudiendo a continuación gestionarse como residuos no radiactivos.

Residuos nucleares de baja y media actividad: su concentración en radionucleidos es tal que la generación de energía térmica durante su evacuación es suficientemente baja. A su vez se clasifican en residuos de vida corta –que contienen nucleidos cuya vida media es inferior o igual a 30 años, con una concentración limitada de radionucleidos alfa de vida larga–y en residuos de vida larga –con radionucleidos y emisores alfa de vida larga cuya concentración es superior a los limites aplicables a los residuos de vida corta.

Residuos nucleares de alta actividad: Residuos con una concentración de radionucleidos tal que debe tenerse en cuenta la generación térmica durante su almacenamiento y evacuación. Este tipo de residuos se obtiene principalmente del tratamiento y acondicionamiento del combustible gastado.

Residuos nucleares de media y baja actividad

Los residuos nucleares de media actividad se generan por radionucleidos liberados en el proceso de fisión (el que actualmente se utiliza en las centrales de energía nuclear) en cantidades pequeñas, muy inferiores a las consideradas peligrosas para la seguridad y la protección de las personas.

Con un tratamiento se separan los elementos radioactivos que contienen en estos subproductos y los residuos resultantes se depositan en bidones de acero solidificándolos con alquitrán, resinas o cemento.

Los residuos nucleares de baja actividad radiactiva (ropas, herramientas, etc.) se prensan y se mezclan con hormigón formando un bloque sólido. Al igual que en el caso anterior éstos también se introducen en bidones de acero.

Residuos nucleares de alta actividad

Una vez se ha gastado el combustible en una central de energía nuclear, se extrae del reactor para almacenarse temporalmente en una piscina de agua construida de hormigón y paredes de acero inoxidable dentro de la central para crear una barrera a las radiaciones y evitar escapes.

Si bien es cierto que estas piscinas pueden ampliarse mediante una operación llamada “reracking”, los últimos Planes Generales de Residuos prevén la construcción de almacenes temporales en seco dentro de la propia central nuclear. Éste sería un complemento a las piscinas en el paso intermedio hasta definir una localización definitiva.

La investigación sobre almacenamientos definitivos se desarrolla en numerosos países, algunos de los cuales, como Finlandia y EE.UU., han dado pasos muy importantes para su construcción y puesta en servicio.

El combustible nuclear gastado

Almacenamiento de residuos radiactivos en COVRADentro de un reactor nuclear de fisión, el material fisionable (uranio, plutonio, etc.) es bombardeado por neutrones producidos por la reacción en cadena: sin embargo, nunca hay una fisión total de todo el "combustible", de hecho, la cantidad de átomos en realidad involucrado en la reacción en cadena es muy bajo. En este proceso se generan dos categorías principales de átomos:

  • una cuota de átomos " transmutados " que han "capturado" uno o más neutrones sin "romperse" y, por lo tanto, son "pesados" (estos son elementos que pertenecen al grupo de los actínidos).
  • una parte de los llamados productos de fisión, es decir, átomos que en realidad se han "roto" por fisión y, por lo tanto, son mucho más "ligeros" que los núcleos iniciales (cesio, estroncio, etc.); en parte están en estado gaseoso.
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    Referencias

    Última revisión: 20 de octubre de 2019