Se entiende por gestión de residuos nucleares como el conjunto de actividades que conducen a su reutilización, su desaparición o su neutralización y evacuación a lugares adecuados.
El tratamiento de estos tipos de residuos se debe realizar garantizando la seguridad a largo plazo.
Los residuos nucleares de baja y media actividad son aquellos cuyas principales partículas radioactivas tienen un periodo de semidesintegración inferior o igual a 30 años.
La gestión de materiales radiactivos engloba todas las tareas administrativas y técnicas necesarias para:
-
la manipulación
-
el tratamiento
-
el acondicionamiento
-
el transporte desde la central nuclear al centro de almacenamiento.
-
el almacenamiento
Estas acciones deben tener en cuenta tanto los factores económicos como los de seguridad. Uno de los accidentes nucleares más importantes sucedió en la planta de tratamiento de residuos nucleares de Tokaimura. En este accidente Hisashi Ouchi, un trabajador de la planta recibió la dosis más alta de radiación que un ser humano haya recibido jamás.
La mayor parte de este tipo de residuos proviene de todo tipo de instalaciones nucleares: de una central nuclear, de centros médicos con programas de radioterapia o radiodiagnóstico, y otras instalaciones donde se utilice la energía nuclear. En el desmantelamiento de las centrales nucleares se generan residuos de alta actividad pero también de baja y media actividad.
En el sistema nuclear español, este proceso está regulado por el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN).
¿Cómo se realiza el aislamiento de residuos nucleares?
El aislamiento de residuos nucleares se realiza mediante la interposición de barreras naturales y artificiales entre los residuos radiactivos y el ser humano. Las barreras impiden el escape de radionucleidos al medio ambiente.
El objetivo es suprimir todas las vías de escape al medio ambiente, impidiendo o retardando la migración de los radionucleidos a través del agua subterránea hacia la superficie.
Las barreras naturales están constituidas por formaciones geológicas diversas. Las barreras artificiales están compuestas por matrices de inmovilización, paredes de hormigón y arcillas especiales.
Las cuatro barreras empleadas para contener las materias radioactivas son las siguientes:
Barrera química
La barrera química inmoviliza el residuo en una matriz sólida, estable y duradera, que sea inerte. Esta operación se conoce como acondicionamiento. Los materiales más empleados para la matriz son: cemento, asfalto y polímeros. Estos materiales incluyen los elementos químicos de la tabla periódica idóneos para no dejar pasar átomos radiactivos.
Barrera física
La barrera física es el contenedor donde están confinados los residuos nucleares inmovilizados evitando así su contacto con el exterior y la posible dispersión de material radioactivo. Los contenedores son bidones metálicos, resistentes a la corrosión y con una elevada conductividad de energía calorífica que permite la evacuación del calor residual.
Barrera de ingeniería
Desde el punto de vista de la ingeniería esta barrera está constituida por las estructuras, blindajes y sistemas de almacenamiento.
Barrera geológica
La barrera geológica está constituida por la formación geológica de la corteza terrestre donde se almacenan los residuos nucleares. Debe ser estable e impermeable, deteniendo así el escape de los elementos radioactivos al medio ambiente en el caso de que superasen las tres barreras anteriores.
¿Qué es el acondicionamiento de residuos radioactivos?
El acondicionamiento de residuos nucleares está constituido por una serie de procesos. Estos procesos van desde la producción de los residuos, hasta que son almacenados en bidones, después de su tratamiento e inmovilización.
Un residuo de baja y media actividad radioactiva puede fraccionarse en dos partes.
Una parte de este residuo nuclear está descontaminada, contiene casi todo el volumen total del residuo original y posee una baja actividad radioactiva. La otra parte es una concentración de material radioactivo de pequeño volumen y con actividad radioactiva próxima a la del residuo nuclear original, que se transforma en:
-
Un producto sólido, en el caso de residuos nucleares líquidos.
-
Un sólido compacto en el caso de residuos nucleares sólidos.
¿Cuáles son las fases del acondicionamiento?
El acondicionamiento consta de tres fases:
Pretratamiento
En el pretratamiento se clasifican los residuos nucleares (según la actividad de su radioactividad, período de semidesintegración y composición química), se trocean, se descontaminan y se almacenan para decaimiento radioactivo y transporte.
Tratamiento principal
En el tratamiento principal se reduce el volumen del residuo nuclear y se concentra la actividad nuclear en dicho volumen reducido. De esta forma se optimiza la capacidad de almacenamiento de las instalaciones.
En los residuos nucleares líquidos, se separa el radionucleido de la solución donde están disueltos mediante precipitación química, centrifugación, filtración, evaporación e intercambio iónico, y posteriormente se concentra.
Los residuos nucleares sólidos suelen ser compactados, obteniéndose unas pequeñas “pastillas” con la suficiente resistencia como para evitar su expansión. Estas pastillas se introducirán en un contenedor de mayor tamaño y se inmovilizarán con cemento. Los residuos radioactivos sólidos orgánicos y biológicos, y los líquidos combustibles se incinerarán, inmovilizando también con cemento sus cenizas.
Inmovilizador y envasado
En la inmovilización y envasado se inmovilizan todos los componentes del residuo mediante procesos de solidificación (con cemento). De modo se consigue que el producto sólido obtenido sea químicamente inerte, resistente al fuego, estable frente a radiaciones, insoluble al agua y conductor del calor residual. El producto sólido y su contenedor se denominan bulto, y garantizan la inmovilidad de los radionucleidos.