Centrals nuclears. Una vegada tancat, què?

2000/12/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena

Les primeres centrals nuclears es van construir en els anys 50 i 60 quan no sabien què fer i com actuar a l'hora de tancar. Cinc dècades després, el tancament definitiu de les centrals nuclears de manera eficient i segura és un tema de gran responsabilitat. De fet, els equips de llavors estan a punt de superar o superar una vida plena

... Les centrals nuclears estan dissenyades per a funcionar correctament durant uns 40 anys, encara que a vegades es tanquen abans per diverses raons. En els pròxims 20-30 anys s'hauran de tancar unes 400 instal·lacions nuclears a Europa Occidental i els Estats Units i unes 160 a la Unió Europea, sense que el treball pugui realitzar-se de qualsevol manera.

Després del greu accident ocorregut en Chernobil en 1986, l'Agència Internacional de l'Energia Atòmica (AEMA) va elaborar les normes sobre seguretat de l'energia atòmica, establint, entre altres, el procediment general de tancament definitiu de les centrals nuclears. Des de llavors, el propi EANA, l'Agència d'Energia Nuclear (AEMA), que forma part de l'Organització per a l'Economia, la Cooperació i el Desenvolupament (OECD), i la Comissió Europea, estan treballant sobretot en això.

Un llarg camí de tres passos

L'EANA recomana el tancament de les centrals nuclears en tres passos, definits en funció de les característiques físiques de les instal·lacions i de les mesures necessàries per a la seva conservació. La primera comesa és retirar el combustible nuclear i el material radioactiu immediatament després del seu tancament, així com els residus generats en les operacions habituals. A continuació s'inicia la fase de desmuntatge de la instal·lació.

En la primera fase es deixen quan hi ha una barrera que protegeix al reactor i se segellen altres sistemes mecànics d'obertura, és a dir, es retiren els productes més radioactius i es protegeix la resta. A continuació s'estableixen estrictes cures i revisions ja que el següent pas no s'abordarà immediatament. En la segona fase es reduirà al màxim la barrera de protecció i s'estendrà i segellarà l'escut biològic (normalment aigua) que l'envolta. La resta d'edificis es desmunten o descontaminen per a adaptar-se als nous usos. Finalment, la no reutilització de les instal·lacions en projectes nuclears suposa l'extracció de tots aquells materials que superin els nivells de radioactivitat natural, deixant l'espai ocupat per la central nuclear totalment net.

Els passos es poden realitzar a continuació o no. La segona opció l'han dut a terme la majoria dels països que han de tancar les centrals nuclears, a excepció d'Alemanya i Suècia. els Estats Units i el Japó han marcat un termini d'entre 10 i 20 anys, prorrogable a 60, per a detenir el reactor i començar els treballs de tancament definitiu; el Canadà i França han decidit esperar diverses dècades. En el cas del Regne Unit, les centrals deixaran sense desmuntar durant més de cent anys amb reactors comercials tipus Magnox alimentats amb urani.

La important reducció de la radioactivitat en 135 anys, segons els gestors, permetrà utilitzar tècniques manuals per al desmuntatge de les centrals i una major seguretat, a més de reduir la generació de residus. El reactor japonès Tokai-1, que va deixar de funcionar en 1998, es desmuntarà completament en 5-10 anys i és del mateix tipus.

Estratègies més freqüents

Donada la varietat de reactors i instal·lacions nuclears existents, existeixen nombroses estratègies per a aplicar els passos recomanats per l'EANA. No obstant això, els plans anunciats en la majoria dels països són generalment variants de les estratègies DECON, SAFSTOR i ENTOMB:

En l'estratègia DECON tots els components i estructures radioactives són descontaminats o desmuntats des del principi. Residus de petita activitat (veure Elhuyar. Ciència i Tècnica núm. 158 p. 26) es transporten o s'emmagatzemen en els magatzems corresponents. Si bé es triguen uns 5 anys a fer el treball, una vegada finalitzat el mateix, l'espai queda net. En les estratègies SAFSTOR i ENTOMB les coses es fan més lentes.

L'estratègia DECON és la que més respecto mostra a les següents generacions, però també la que més residus genera. Per això, normalment no es tria. No obstant això, els importants avanços que s'han produït en els últims anys en el camp de les tècniques de descontaminació han permès reduir considerablement els residus radioactius, per la qual cosa és possible reforçar l'estratègia DECON.

La perforació del ciment, el doll de sorra o el doll de granalla són vies convencionals i també s'han realitzat assajos amb microones i làser. El ganivet de punta de diamant per a la descontaminació a gran escala és molt útil ja que també pot tallar components metàl·lics articulats en ciment. La superfície de 400 m² que van utilitzar Labana en el projecte Eurochemic de la Unió Europea va ser tres vegades més ràpida que la perforació i va generar la meitat dels residus. És molt més còmode per als empleats. En el cas dels metalls, la descontaminació s'utilitza en la zona de jaiste i generalment es realitza mitjançant mètodes químics físics. En cas d'optar per l'estratègia SAFSTOR, la central nukeana es mantindrà com està durant 20-150 anys. A l'entorn de la central es construirà un escut de seguretat, especialment per a assegurar que els materials radioactius no causaran accidents.

L'estratègia SAFTOR utilitza el temps com a agent de descontaminació, ja que els àtoms perden radioactivitat amb el pas del temps. Després de 30 anys, per exemple, la radioactivitat de l'isòtop de cobalt 60 serà la quarantena de la inicial, i als 50 la mil·lèsima part de la inicial. Una vegada determinat que s'ha reduït prou el nivell de radioactivitat, el tancament definitiu de la central es realitzarà d'acord amb l'estratègia DECON.

L'estratègia ENTOMB és la que menys garanties ofereix en les tres. Tots els components es recobreixen amb un material resistent, per exemple ciment, fins que la radioactivitat disminueix prou. Posteriorment, quan ja no siguin perillosos, es procedirà a la retirada de la tapa i inici del desmuntatge. Això és molt de temps, ja que als 100 anys és molt possible que el nivell de radioactivitat se situï per sobre del màxim permès, per la qual cosa és necessari preveure mesures de seguretat a llarg termini. Deixar una central nuclear enterrada en ciment durant 100 anys no sembla, a priori, una solució adequada.

Com triar el camí?

Franois Chevenier, responsable de l'Organització Francesa de Gestió de Residus Radioactius en 1990, va qualificar de negligència el gaudi de l'electricitat gràcies a l'energia nuclear i la cessió de les escombraries a les generacions futures. Però això és precisament el que es fa: En 1999, 94 reactors nuclears van deixar de funcionar, mentre que només uns pocs s'han desmuntat.

El tipus de reactor, l'estat físic de la central i el nivell de radioactivitat són elements importants per a triar un procés de desmuntatge o un altre. El grau de radioactivitat i la seva localització depèn del reactor. Per exemple, en el reactor d'aigua bullint (BWR) es transporten emissions radioactives des del circuit de la turbina, mentre que en el d'aigua pressuritzada (PWR) la radioactivitat es troba en el sistema refrigerant primari i no arriba a les turbines.

Tampoc és una qüestió fútil què fer amb els residus generats per la central. El 99% de la radioactivitat dels reactors nuclears està associada al combustible que es retira en la primera fase. Si no es contamina el sòl, la resta de la radioactivitat es deu als "productes activats", és a dir, als components metàl·lics que han sofert durant molt de temps un bombardeig de neutrons. Els neutrons són agents i productes de la fissió, però al mateix temps converteixen als àtoms estables de les cobertes que envolten al reactor en isòtops radioactius com el ferro 55, el cobalt-60, el niquel-63 i el carboni-14. Les dues primeres són molt radioactives i emeten raigs gamma.

En les centrals nuclears es generen principalment nuclis radioactius de curta vida mitjana, que als 5 i 30 anys perden considerablement la seva radioactivitat. Però això no vol dir que en tan poc temps deixin de ser nocius: la meitat de la vida del níquel 59 és de 80.000 anys i cal esperar un milió d'anys perquè perdi tota la radioactivitat.

La major part del residu que es genera en el desmuntatge pot ser emmagatzemat al costat d'uns altres ja generats per la central, ja que el volum i naturalesa dels residus resultants del desmuntatge és del mateix ordre de magnitud que el que es genera en funcionament. No obstant això, el volum pot reduir-se considerablement mitjançant descontaminació, compactació, segmentació i incineració de les superfícies. No obstant això, molts països manquen de capacitat suficient per a emmagatzemar residus.

Comptes

Encara no s'ha definit del tot el cost del tancament d'una central nuclear, ni de qui és responsable. Alguns càlculs indiquen que el cost oscil·la entre el 10 i el 40% de la quantitat inicialment establerta, uns altres el 100% i que el tancament pot resultar més car que l'obertura. Això significa milers de milions en pessetes, però qui els paga? Els explotadors de la central? Els consumidors? Descendents? En molts països s'han establert o proposat fons monetaris per a assegurar el finançament del desmuntatge. La idea és calcular i prerecaudar l'import que es necessitarà quan es tanqui la central. Per a això, tres són les vies més habituals: posar diners per a tancar la central amb la posada en marxa; recaptar una part del que els consumidors paguen per l'electricitat, entorn del 5% anualment; i assegurar-se que amb les assegurances o crèdits existirà diners per a tancar la central. No obstant això, hi ha sospites que tant els residus com el finançament se cedirà a les generacions futures.