Museos Científicos Coruñeses Una información elaborada por
Museos Científicos Coruñeses
Monografías de Comunicación Científica Edición realizada con el patrocinio de
accidente nuclear
11
E
n la segunda mitad del siglo XX muchos países apostaron por la energía nuclear como alternativa a los combustibles fósiles. Aunque la seguridad de las centrales nucleares y sus residuos siempre ha sido objeto de polémica, en los últimos años su valoración social mejoró gracias a que no contribuyen al cambio climático. Sin embargo, el accidente de la central de Fukushima ha reavivado un intenso debate con implicaciones sociales, políticas y económicas.
■ La energía producida en las centrales, ¿se aprovecha el 100%? Si no es así, ¿qué tanto por ciento estamos aprovechando?
E
l rendimiento de una central eléctrica se calcula como la cantidad de energía eléctrica que se obtiene por cada unidad de energía (en forma de calor) que desprenden la fisión nuclear o la combustión de gas, fuel o carbón. En las centrales de gas de ciclo combinado el rendimiento alcanza el 55%, mientras que en las de carbón y las nucleares ronda el 35%. De todas formas, al contrario de lo que ocurre en las centrales térmicas, el combustible de las nucleares puede ser reprocesado para utilizarlo en un nuevo ciclo, aunque con los bajos precios del uranio esta opción no resulta todavía muy rentable.
■ ¿Cuánto
se calcula que costará el desastre de Fukushima y cuánto costó el de Chernobil? ■ ¿Puede
afectarnos el escape de radiación de Fukushima?
A
finales de marzo la red de estaciones de alta sensibilidad del Consejo de Seguridad Nuclear detectó la presencia de yodo radiactivo procedente de Fukushima, pero en una concentración 7.000 veces inferior a los límites establecidos para el público. Estos niveles de radiación son tan bajos que resultan irrelevantes frente a la radiactividad natural a la que estamos expuestos
todos los días. Por otra parte, en Japón se ha suspendido la producción de alimentos en la zona contaminada y se realizan controles sobre las exportaciones procedentes de las regiones próximas a la central dañada. En cuanto a la radiactividad vertida al océano, según el Ministerio de Sanidad no hay barcos europeos faenando en las aguas consideradas de riesgo.
L
as estimaciones de las compañías aseguradoras, el gobierno japonés y el Banco Mundial indican que el accidente de Fukushima podría costar entre 90.000 y 160.000 millones de euros. Aunque las circunstancias en la antigua Unión Soviética hacen difícil comparar cifras, el presidente de Ucrania cuantificaba recientemente los daños de Chernobil en 120.000 millones de euros. Además del coste del cierre de los reactores, la limpieza de los suelos contaminados y el realojamiento de las personas evacuadas existe un coste social difícil de valorar. En Chernobil, por ejemplo, 300.000 personas tuvieron que abandonar sus casas y propiedades a causa del accidente
■ ¿Cómo
es posible que la gente viva en Hiroshima y Nagasaki si hace sólo 60 años que allí explotaron bombas atómicas?
L
as bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki detonaron a más de 500 metros sobre el suelo. La mayor parte de los materiales radiactivos ascendieron hasta las capas altas de la atmósfera en el hongo de la explosión y luego se dispersaron por todo el planeta. Casi toda la radiación que llegó al suelo lo hizo en forma de rayos gamma y neutrones, que provocan poca contaminación a largo plazo. En total, la cantidad de radiación liberada por las bombas fue unas 200 veces más pequeñas que en el escape de Chernobil.
Chernobil tras la explosión del reactor
■ ¿Cuál
es el número de víctimas real de Chernobil?
S
egún los estudios realizados por la Organización Mundial de la Salud, de los 134 trabajadores que en 1986 recibieron elevadas dosis de radiación en los primeros momentos del accidente, 28 fallecieron al poco tiempo. En 2006 habían muerto otros 19, aunque la mayoría por causas ajenas a la radiación. Por otra parte, el principal riesgo de la exposición a la radiactividad ha sido el cáncer de tiroides, asociado a la ingestión de yodo radiactivo en la infancia y adoles-
cencia (se produjeron 6.000 casos y 15 muertes). El seguimiento de parte de las 600.000 personas que recibieron dosis relativamente elevadas (trabajadores, evacuados y habitantes de regiones contaminadas) sólo revela un leve incremento del riesgo de leucemia, cataratas y enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, todavía no ha pasado suficiente tiempo para conocer el impacto real sobre su salud. En total, se estima que de todos los casos de cáncer que se den en esta población el 4% serán causados por la radiación.
Central térmica de carbón
■ ¿Cuánto
cuesta el kilowatiohora de electricidad nuclear y cómo se compara con la generada por otras fuentes?
L
Contaminación de Chernobil La contaminación radiactiva de Chernobil afectó a casi toda Europa
a comparación resulta difícil por la existencia de distintas tecnologías, las variaciones en el precio del combustible, la pluviosidad o el viento. En 2008 la Comisión Nacional de la Energía realizó una comparación teniendo en cuenta la amortización de las instalaciones, el precio de los combustibles, los gastos de operación y mantenimiento, los derechos de emisión de CO2 y, en el caso de las centrales nucleares, también su desmantelamiento y la gestión de los residuos radiactivos (alrededor del 10% del coste de la energía nuclear). El resultado es que el megawatio-hora más barato lo producían las centrales hidráulicas (39 euros), seguidas de las nucleares (44 euros), las de ciclo combinado de gas natural (69 euros) y las de carbón (72 euros).
Contaminación de Fukushima ■
¿Quién se responsabiliza económicamente después de un accidente en una central nuclear?
PHILIPPE REKACEWICZ JUNIO 2002
E
■ ¿Cuáles
son las diferencias entre los problemas de las centrales de Fukushima y la de Chernobil?
L
a explosión de Chernobil lanzó al exterior parte del material altamente radiactivo contenido en el núcleo del reactor. Además, las autoridades soviéticas trataron de ocultar el accidente, lo que impidió evacuar rápidamente a la población o que ésta tomase las medidas elementales de seguridad. Algunos de los trabajadores se expusieron a dosis tan elevadas como para causarles la muerte. En las prime-
ras semanas tras el accidente de Fukushima se estima que escapó al exterior diez veces menos radiación que en Chernobil, y que buena parte de ella acabó en el océano. Además, desde el primer momento se establecieron las medidas básicas para proteger a la población y a los propios trabajadores, aún en medio de la destrucción causada por un tsunami que penetró varios kilómetros tierra adentro.
n España la nueva Ley sobre Responsabilidad Civil de Daños nucleares eleva de 700 a 1.200 millones de euros la cobertura del seguro que deben suscribir los titulares de instalaciones nucleares, aunque esta cifra supone la centésima parte del coste estimado de Chernobil o Fukushima. Este seguro compensaría los daños a personas y propiedades, las medidas de restauración medioambiental, el lucro cesante directamente relacionado con la contaminación y el coste de las medidas preventivas y cualquier pérdida o daño causado por tales medidas. Esta Ley excluye los daños causados a la propia instalación nuclear, o los ocasionados por actos de conflicto armado, hostilidades, guerra civil o insurrección.
■
¿Es factible actualmente la transmutacion de combustible usado en otros elementos más inocuos?
L
a transmutación consiste en convertir unos elementos químicos en otros. En realidad se da espontáneamente en la naturaleza (por ejemplo cuando los rayos cósmicos convierten el nitrógeno–14 en carbono-14). Aplicado a los residuos nucleares la transmutación suele asociarse al reciclaje íntegro de todo el plutonio y otros isótopos pesados. Al fisionarlos en un reactor especial
el resultado sería una gran variedad de isótopos más ligeros. Los residuos seguirían siendo radiactivos pero alcanzarían antes los niveles de la radiactividad natural. Aunque algunos reactores comerciales ya usan plutonio como combustible la transmutación como solución definitiva para los residuos radiactivos todavía está en fase experimental.
■ ¿Por
qué es peligroso el cesio 137 producido en una reacción nuclear y no lo es el carbono 14 de la naturaleza?
■ ¿Cómo
se propaga la radiactividad?
L
os tipos de radiactividad más frecuentes son las radiaciones alfa, beta y gamma. Los rayos gamma son ondas electromagnéticas – como la luz visible o las microondas – sólo que mucho más energéticas. Se propagan por el aire aunque su intensidad disminuye rápidamente con la distancia. Provocan quemaduras superficiales y, al igual que los rayos X, pueden atravesar los tejidos y la piel. Los rayos beta son electrones y los alfa son núcleos de helio. En un escape radiactivo las explosiones - y en el caso de Chernobil los incendios - pueden generar nubes de sustancias radiactivas que viajan a gran distancia. Si son arrastradas por la lluvia se depositan en plantas, suelos y cursos de agua, donde siguen emitiendo radiación.
E
l carbono 14 se forma en las capas altas de la atmósfera. Sin embargo, su desintegración es tan poco energética y su concentración tan baja que supone menos del 1% de la dosis de radiación que recibimos procedente de fuentes naturales. Por su parte, el cesio 137 se incorpora fácilmente a la cadena de alimentos y se deposita en el organismo comportándose como el potasio, que está presente en todo el cuerpo. La radiación que emite tarda unos 30 años en reducirse a la mitad, por lo que escapes como los de Fukushima o Chernobil, donde se emiten cantidades importantes, constituyen un riesgo incuestionable.
Reactor nuclear
Vasija del reactor
■ En
caso de fuga radiactiva ¿qué consecuencias tendría para el medio ambiente y para las personas?
L
a toxicidad de un material radiactivo depende de la cantidad y tipo de radiación que emite, así como de la facilidad con que se absorbe en el cuerpo y la sensibilidad de los tejidos en los que se fija. Los científicos utilizan una magnitud denominada dosis de radiación equivalente, que se mide en Sieverts (Sv). Como esta unidad es bastante grande suelen utilizarse su milésima (mSv) o su millonésima parte (µSv). Los trabajadores de Chernobil que fallecieron en
pocos días a causa de la radiación recibieron dosis de unos 6.000 mSv, mientras que en Fukushima ninguno superó los 180 mSv. Por debajo de 100 mSv no existen evidencias de efectos negativos para la salud. La dosis anual que recibimos de fuentes de radiación naturales y artificiales es de unos 3,5 mSv, aunque en Galicia, a causa del gas radón, no son infrecuentes dosis más altas. Por lo que respecta a los ecosistemas, un escape masivo de radiación provoca enfermedades y la muerte de muchos organismos en las zonas más contaminadas. Hay pocos estudios científicos acerca de los efectos a medio plazo sobre animales y plantas.
La central de Fukushima dañada por el tsunami y las explosiones en tres reactores
Contención primaria
Piscina de combustible
Edificio del reactor
Esquema del funcionamiento de un reactor nuclear como los de Fukushima o Santa Mª de Garoña
■ ¿Cómo
funciona una central
nuclear?
T
odas las centrales térmicas, ya sean nucleares, de carbón, fuel o gas funcionan generando calor para evaporar un fluido. El vapor se utiliza después para alimentar una turbina que genera la electricidad. La diferencia es que en la central nuclear el calor procede de las reacciones de fisión nuclear que tienen lugar en el reactor. A fin de evitar que la radiactividad salga al exterior, el combustible – pequeñas pastillas de óxido de uranio - está confinado por varias barreras físicas, desde las varillas que las contienen a las paredes de acero del reactor o el hormigón de las diversas estructuras de contención que lo rodean.
La central de Fukushima antes del accidente
■ ¿Cuál es la causa de las explosiones en Fukushima?
E
n la central nuclear de Fukushima hay instalados seis reactores, de los cuales tres estaban operativos cuando el 11 de marzo de 2011 se desencadenó un terremoto de magnitud 9. Los sistemas que detienen la fisión del uranio se activaron automáticamente, pero el combustible nuclear continuaba desprendiendo gran cantidad de calor. La refrigeración se mantuvo con las baterías de reserva y después con los generadores diesel, pero cuando llegó la ola de 14 metros éstos quedaron inutilizados. Al cesar la refrigeración la temperatura en el interior de los reactores comenzó a subir. A 1.200º, cuatro veces la temperatura normal en el reactor, el metal de las vainas que contienen el combustible reaccionó con el vapor de agua liberando hidrógeno. En las unidades 1 y 3 este gas altamente inflamable fue evacuado hacia el exterior del edificio pero acabó provocando sendas explosiones que no afectaron a la estructura de los reactores. En cambio, la explosión que se produjo en la unidad 2 sí parece haber dañado las paredes de la vasija de hormigón que rodea al reactor, produciéndose una importante fuga de material radiactivo.
■ ¿Qué tipos de residuos radiactivos hay? ¿Dónde se almacenan?
■ ¿Cuánto
tiempo pasa hasta que los residuos dejan de ser peligrosos?
L
os residuos radiactivos producidos en un reactor nuclear tardan hasta 300.000 años en reducir su peligrosidad a los niveles del uranio que se encuentra en la naturaleza. En los primeros 20 años la mayor contribución procede de los productos que resultan de la fisión del uranio, como el estroncio-90 o el cesio-137. Estos isótopos tienen una vida media relativamente corta y al cabo de 400 años su peligrosidad ha descendido por debajo de la del uranio natural. A largo plazo los isótopos más problemáticos son los de elementos como el americio y el plutonio-239, el material con el que se fabrican las bombas atómicas, cuya vida media supera los 24.000 años. Una central nuclear media produce 200 kg de estos elementos al año.
■ ¿Cuánto
durarán las reservas de uranio en España y en el mundo?
L
as reservas de uranio actualmente en explotación en el mundo permitirían mantener la producción eléctrica actual durante casi un siglo. Sin embargo, incluyendo los yacimientos conocidos que todavía no se explotan, y suponiendo que se reprocesara la totalidad del combustible gastado (hoy sólo se recicla una parte)
L
os residuos radiactivos se tratan de forma diferente en función de su actividad, es decir, del número de desintegraciones que experimenta en cada segundo una muestra del material. La mayor parte de los que se producen en nuestro país tienen una actividad media o baja. Se generan en los hospitales, industrias, laboratorios de investigación y centrales nucleares. Pueden incluir desde isótopos para diagnóstico médico hasta herramientas que se han utilizado en una central nuclear. La empresa nacional ENRESA se encarga de recolectarlos y almacenarlos en un almacén especial que posee en El Cabril (Córdoba). Los residuos de alta actividad prácticamente se limitan al combustible gastado en los reactores nucleares. Las 6 centrales nucleares de nuestro país lo almacenan en piscinas o depósitos en sus propias instalaciones. Se está negociando la construcción de un almacén temporal centralizado que permita reunirlos. Almacén de residuos de baja y media actividad de El Cabril
habría uranio para otros tres siglos. El 17% del uranio que se utiliza en las centrales españolas es de producción nacional. El proceso de enriquecimiento para convertir el uranio natural en uranio apto para mantener las reacciones de fisión nuclear se realiza en el extranjero, pero las barras de combustible se fabrican en Juzbado (Salamanca).
Un sarcófago de hormigón cubre el reactor de Chernobil
■ ¿Por qué no han tomado la medida de taparlo todo rápidamente como en Chernobil?
L
a explosión de Chernobil dejó al descubierto el interior del reactor de la central, exponiendo al aire el combustible y otros materiales altamente radiactivos. Lo único que se podía hacer era apagar el incendio y evitar que estos materiales pudieran seguir escapando al exterior. Para retirarlos de forma segura habrá que esperar muchos años, por lo que provisionalmente se decidió encerrarlos en un sarcófago de hormigón que ahora se prevé completar con otro de acero. Por el contrario, en Fukushima las explosiones no afectaron gravemente a los reactores, y se pensó que la situación podía controlarse siempre y cuando se mantuviesen refrigerados. Se calcula que el desmantelamiento total podría completarse en unos 30 años.
Origen de la electricidad en España en 2010 16% Hidráulica 1% Térmica renovable 2% Solar
22% Nuclear 8% Carbón
16% Eólica
1% Fuel+Gas 23% Ciclo combinado
11% Cogeneración y otros
■ ¿Qué
diferencias hay entre fisión nuclear y fusión nuclear y cuáles son sus ventajas e inconvenientes?
C
omo su propio nombre indica, la fusión consiste en la unión de dos núcleos atómicos para formar otro más pesado, un proceso del que el Sol obtiene toda su energía. Por contra, la fisión consiste en la fragmentación de un núcleo pesado, como el uranio, en otros más ligeros. Las grandes ventajas de la fusión son que apenas genera residuos radiactivos y que podría utilizar hidrógeno como combustible, el elemento más abundante del universo. Su principal inconveniente es que todavía no se ha podido construir un prototipo que produzca más energía de la que se necesita para mantener la reacción de fusión.
■ ¿Merece
la pena el uso de esta energía frente al riesgo que supone un fallo como los ya sucedidos?
C
uando decidimos si un riesgo es aceptable solemos combinar los juicios racionales con emociones y valoraciones subjetivas. Esto da lugar a paradojas, como que nos angustiemos por una fuga radiactiva en Japón mientras ignoramos los miles de muertos que cada año provocan en España las emisiones de las centrales térmicas de carbón, con mucho la fuente de energía más perjudicial para la salud. Por otra parte, lo ocurrido en Fukushima ha puesto en evidencia la gravedad de
las consecuencias económicas, sociales y medioambientales de un accidente en una central nuclear. Pero la deseable sustitución de las fuentes de energía no renovables por otras que sí lo sean tiene un coste que inevitablemente se traslada a la factura que pagamos por la electricidad. El dilema energético resulta todavía más complicado si tenemos en cuenta que nuestras decisiones de hoy tendrán consecuencias durante cientos o miles de años. Las respuestas no son fáciles, y por eso estamos ante un debate abierto.
Museos Científicos Coruñeses
Secuencia de la llegada del tsunami a la central de Fukushima
Museos Científicos Coruñeses
■ ¿Cómo
E
es el uranio?
l uranio es un metal de color plateado y muy denso. Una bola del tamaño de una pelota de tenis pesa 2,6 kg. En la naturaleza no se encuentra en estado puro, sino formando parte de diversos minerales. El uranio natural tiene tres variedades o isótopos que se diferencian por el número de neutrones que hay en su núcleo. El uranio-234 supone
menos de la diezmilésima parte del total, mientras que el más abundante es el uranio-238 (99,3%). El uranio-235 es bastante escaso (0,3%), pero es el único que puede mantener una reacción de fisión en cadena. Como combustible nuclear se emplea dióxido de uranio enriquecido, en el que la proporción de uranio-235 supera el 3%. Este material se prensa en pequeñas
pastillas cilíndricas de 1 cm de d i á m e t ro , que se encapsulan después en largas varillas de Museos Científicos Coruñeses Pastillas de metal. Cada kilogramo de y combustible combustible nuclear genera tanta varilla que las energía como la combustión 45 contiene toneladas de carbón.
Museos Científicos Coruñeses
DISEÑO Y MAQUETACIÓN