Chernobyl    26 Apr 2006 - Science

Hoy, a cuatro días del cierre de la central nuclear española de José Cabrera, la primera instalada en nuestro país, es el 20 aniversario del trágico accidente de la central nuclear de Chernobyl. El diseño defectuoso de la planta en la que se produjo el accidente, Lenin, y la ignorancia del personal sobre cómo afectaban sus acciones al funcionamiento de la central, fueron los desencadenantes del catastrófico accidente ocurrido a la 1:23 del 26 de Abril de 1986.

En una cámara de una planta de este tipo, se tiene un montón de uranio enriquecido (isótopos 235 y 238) sufriendo una reacción nuclear llamada fisión. Como ya comentábamos en el artículo de las bombas atómicas (el mecanismo es muy parecido), esta reacción consiste en la emisión de tres neutrones por parte de los átomos de uranio cuando son fisionados (escindidos). Cada vez que un átomo de uranio emite tres neutrones, libera energía cinética (la de los propios neutrones), fragmentos de fisión (que producen calor) y radiación. El calor liberado se utiliza para generar vapor que mueve una turbina, consiguiendo electricidad. Cada neutrón que se obtiene de la fisión de un átomo de uranio fisiona otro átomo, produciendo una reacción en cadena. La reacción se modera (se deceleran los neutrones aumentando así las probabilidades de fisión térmica del uranio), se absorben algunos neutrones y en definitiva se hace que la reacción no vaya tan rápida como en una bomba.
Además de los moderadores (plata, gadolinio, cadmio, boro, grafito...) hay refrigerantes para mantener la temperatura de la reacción y también agua para extraer la energía producida.

A pesar de que todo esto parezca una bomba atómica enorme, hay múltiples medidas de seguridad que, correctamente utilizadas, hacen prácticamente imposible que ocurran accidentes (nunca ha habido un accidente grave cuando se cumplían las normas de seguridad). La noche del accidente se iba a llevar a cabo un experimento en un reactor para ver si, tras un apagón, la inercia de la turbina principal sería capaz de generar energía suficiente para activar los sistemas de emergencia. El reactor ya contaba con dos motores diésel para ello, pero éstos no se activaban instantáneamente y querían ver si durante estos segundos de retardo se podría utilizar la turbina. Esta prueba se había intentado ya en otro reactor de la planta con resultados negativos.

Antes de empezar el experimento, se redujo la potencia del reactor desde los 3200 MW a 1000 MW, para realizar el experimento en mayores condiciones de seguridad. Pero por un fallo de coordinación entre operarios, la potencia del reactor siguió bajando y llegó a estar sólo en 30 MW. A una potencia tan baja se produce un exceso de Xenon 135, que absorbe neutrones intoxicando la fisión (a potencias mayores, el xenon se consume). La reacción comenzó a detenerse, pero debido a la elevada presión de los supervisores se decidió no cancelar el experimento. Lo que se hizo fue subir la potencia sólo hasta 200 MW. Como a este nivel sigue habiendo demasiado Xenon-135, se retiraron las barras de control (absorbentes de neutrones), para que la potencia aumentase y pudiera seguir el experimento (rompiendo las normas de seguridad, evidentemente). Dejan sólo 8 de las 30 barras mínimas exigidas. Además se desconectaron todos los SCRAM (sistemas automáticos de cierre de reacción) del reactor (un fallo gravísimo de diseño el permitir que todos los sistemas de emergencia puedan ser desconectados por los operarios). El experimento, de nuevo, no funcionó: al desconectar la turbina de la red, la potencia de las bombas de agua cayó rápidamente. Sin agua, la temperatura comenzó a subir.

El reactor de Chernobyl (de tipo RBMK) estaba supermoderado. En un reactor submoderado, una disminución de la cantidad de refrigerante provoca, por efecto doppler (en física atómica el efecto doppler se traduce en un aumento de la sección eficaz de captura del Uranio 238 con la temperatura), una disminución de la potencia (coeficiente de huecos negativo). En un reactor supermoderado, como el de Chernobyl, la disminución de refrigerante provoca un aumento de la potencia de la reacción (coeficiente de huecos positivo) y por ello, el agua del refrigerante (además de extraer la energía y mantener la temperatura) se utiliza también para detener los neutrones de la reacción. El agua líquida (ligera) modera muy bien los neutrones, pero no el vapor de agua. Cuando comenzó a evaporarse el agua del refrigerante, la reacción comenzó a crecer sin control hasta los 30 GW de potencia, más de 10 veces lo establecido.

Cuando activaron el SCRAM para hacer entrar a todas las barras de control en el combustible y detener la reacción, ya era demasiado tarde. La temperatura del reactor era ya tan alta que en los 18 segundos que tardaron en entrar, las barras se deformaron. Además, estas barras provocan un aumento transitorio de la potencia antes de hacerla disminuir, produciendo un pico de 100 veces la potencia nominal del reactor. El agua evaporada provocó una explosión en las tuberías liberando toda el agua del refrigerante e incrementando más aún la potencia y reventando el techo del reactor, que sólo estaba parcialmente blindado, y dejando entrar así al aire cuyo oxígeno hizo arder lo que quedaba de las barras de control. Sin las barras no tardó en producirse otra explosión que lanzó más de 8 toneladas de material radiactivo (200-500 veces mayor radiactividad que las bombas atómicas lanzadas en Japón), con una potencia de un billón de julios. Se ha dicho en todos los medios informativos que la potencia de la explosión fue 200 veces mayor que la de Hiroshima. Si hubiera sido así no quedaría ni un ápice de la central. Lo que fue 200 veces más alto, fue la radiactividad.

El reactor se convierte en una masa radiactiva que sigue emitiendo cantidades enormes de radiación y calor. La explosión provoca más de 30 incendios en los que casi 40 bomberos perdieron la vida por culpa de la radiación. Para evitar que la reacción nuclear siguiera funcionando, se emplearon helicópteros que lanzaron sobre el núcleo del reactor 40 toneladas de carburo de boro (otro moderador). También 800 toneladas de dolomita (a fin de extinguir el fuego y refrigerar el núcleo), 2400 toneladas de granalla de plomo (con el mismo fin que la dolomita) y 1800 toneladas de arena y arcilla para retener los productos de fisión. La arena acabó fundiéndose debido a los todavía muy altos índices de radiación. Posteriormente se construyó un gigantesco sarcófago de 410.000 metros cúbicos de hormigón y 7.000 toneladas de acero, para contener el material radiactivo, y que hoy ya toca sustituir. El reactor permanecerá radiactivo como mínimo los próximos 100.000 años.

En 2005, el OIEA detalla en su informe que el número de muertos directamente por el accidente es de 59 personas, de ellos 48 trabajadores de la central. Los casos de cáncer de tiroides contabilizados han sido más de 4.000. Se estima que 600.000 personas fueron afectadas por la radiación, de las que al menos 3.500 morirán como consecuencia de la misma, entre ellos la mayoría de los trabajadores y militares que construyeron el sarcófago. Otro estudio afirma que medio millón de personas han fallecido a causa de la radiactividad que contaminó gran parte de Europa y los datos suministrados por Ucrania no son completos. Otras 30 mil morirán en los próximos años. En Ucrania se registran casos de cáncer tiroideo, leucemias y mutaciones genéticas, que no aparecen en las estadísticas de la OMS, y que eran prácticamente desconocidas en la época del accidente.

20 años despues no parecen haber cambiado mucho los planteamientos sobre el futuro de la obtención de energía. El consumo de petróleo, y su precio, siguen alcanzando máximos absolutos. Como ya comentábamos en el otro artículo, la investigación en fusión nuclear (una versión limpia de la energía nuclear) no ha conseguido, todavía, resultados significativos. Las energías renovables no reciben la atención que requieren. Las subvenciones no son suficientes, no hay muchos técnicos, y al parecer, tampoco sobran ganas. Parece que la fisión nos acompañará todavía unos años, así que habrá que procurar que sea lo más segura posible. Pero el problema de la energía no se va a solucionar solo.