Aspectos t¨¦cnicos del incidente nuclear de Harrisburg

Ingeniero nuclear

El reactor nuclear accidentado es de agua a presi¨®n, dise?ado por Babcock Wilcox. Esto quiere decir que el agua que refrigera al n¨²cleo no hierve, sino que circula a alta presi¨®n en estado l¨ªquido a trav¨¦s del circuito primario. En un punto de este circuito se encuentra el generador de vapor, que es un intercambiador de calor de tubos. Por una parte de los mismos circula el agua a presi¨®n del primario y por la otra el agua del circuito secundario, que, precisamente en este generador, se convierte en el vapor que impulsa la turbina y el generador de electricidad.

A consecuencia de problemas en el circuito de vapor secundario, se produjo un importante exceso de presi¨®n en el primario. La presi¨®n en ¨¦ste se regula mediante un recipiente presurizador. Al aumentar la presi¨®n se produjo la apertura de una de las v¨¢lvulas de seguridad del presurizador, pero esta v¨¢lvula de seguridad fall¨® y no se volvi¨® a cerrar. Este es el momento clave del accidente de Harrisburg, ya que la situaci¨®n que se produjo fue equivalente a la rotura de una tuber¨ªa del circuito primario. En la terminolog¨ªa nuclear inglesa, esto es lo que se llama un LOCA (Loss of Coolant Accident), es decir, accidente de p¨¦rdida del refrigerante.

El LOCA producido en Harrisburg no es tan grave como el que se originar¨ªa por una rotura de tuber¨ªa, pues el caudal de escape de agua a trav¨¦s de la v¨¢lvula que no cerr¨® es menor. Al producirse el LOCA se detuvo autom¨¢ticamente la reacci¨®n en cadena y se comenz¨® a inyectar agua a presi¨®n en el circuito primario, pues si no se sigue refrigerando el n¨²cleo hasta que se enfr¨ªe a una baja temperatura, puede ocurrir la fundici¨®n del mismo, con el consiguiente paso al recipiente de contenci¨®n de una enorme cantidad de productos de fisi¨®n altamente radiactivos.

Por una serie de razones complejas, relacionadas con problemas de control de la presi¨®n y caudal en el primario, el aporte del agua de refrigeraci¨®n al mismo no pudo hacerse sin impedir que en alg¨²n momento parte del combustible nuclear quedase sin estar cubierto por el agua de refrigeraci¨®n, con lo que se produjo la rotura de un porcentaje importante (del 10% al 25%) de las varillas de zircaloy (parecido al acero inoxidable) en las que est¨¢n contenidos el uranio y los productos de fisi¨®n.

Edificio de hormig¨®n

El agua de refrigeraci¨®n que se inyecta en el primario, despu¨¦s de refrigerar el n¨²cleo, sale por la v¨¢lvula que no cerr¨® al recipiente de contenci¨®n. Este es un edificio de hormig¨®n herm¨¦ticamente cerrado, destinado a recoger dentro del mismo el refrigerante. Como consecuencia de la rotura de las varillas de zircaloy se producen una serie de complicaciones adicionales en el LOCA. Entre ellas destacan las tres siguientes: 1) Cuesta m¨¢s, en t¨¦rminos de aporte de agua de refrigeraci¨®n y tiempo, enfriar el n¨²cleo. 2) El agua de refrigeraci¨®n, despu¨¦s de pasar por el n¨²cleo, est¨¢ m¨¢s contaminada con productos de fisi¨®n, con lo cual es m¨¢s radiactiva. 3) Dentro del n¨²cleo se liberan hidr¨®geno y productos de fisi¨®n gaseosos no condensables (diversos is¨®topos de los gases nobles), que forman una burbuja en la parte superior de la vasija en la que est¨¢ contenido el n¨²cleo.

Cuando el nivel de agua dentro del recipiente de contenci¨®n alcanz¨® unos tres metros, se decidi¨® trasladar del orden de cuarenta a sesenta metros c¨²bicos del agua recogida all¨ª a unos tanques situados en un edificio auxiliar, fuera de la contenci¨®n. El objetivo de esta medida era evitar que el agua da?ase a los cables y equipos de control. Durante la operaci¨®n de transvase del. agua contaminada las bombas utilizadas, y que estaban en el edificio auxiliar, comenzaron a verter a trav¨¦s de las juntas, con lo cual se produjo un importante escape de l¨ªquido en este edificio auxiliar y la correspondiente liberaci¨®n de los productos de fisi¨®n gaseosos disueltos en el agua. Como este edificio auxiliar es de caracter¨ªsticas muy inferiores al de contenci¨®n, ha sido preciso liberar, despu¨¦s de haber sido filtrados, los productos gaseosos radiactivos contenidos en el mismo. Estos han sido los escapes de los que se ha informado.

Una central nuclear tiene que construirse de modo que, en condiciones normales, la dosis de radiactividad en la valla de la propiedad sea de 5 mR/a?o por encima de la radiactividad del medio ambiente. Un trabajador de una central nuclear puede recibir una dosis m¨¢xima anual de 5.000 mR: en los instantes de la descarga de gases se han llegado a medir encima directamente de la chimenea de la central valores del orden de 300 a 1.200 mR/hora, si bien estos valores han decrecido notablemente al transcurrir el tiempo. A distancias del orden de tres a cinco kil¨®metros de la central las lecturas de radiactividad no han sobrepasado los 10-30 mR/hora. Para conocer el impacto de las radiaciones ser¨¢ preciso conocer el tiempo al que ha estado sometido el entorno a los valores medios, para averiguar las dosis totales recibidas. Como se sabe que las madres gestantes y los ni?os son m¨¢s sensibles a la radiactividad, por ello, como medida precautoria, se les ha evacuado fuera del ¨¢rea situada en un c¨ªrculo de ocho kil¨®metros alrededor de la central.

La inc¨®gnita de la burbuja

La inc¨®gnita en estosmomentos la constituye la burbuja de gases (en parte productos de fisi¨®n y en parte hidr¨®geno generado por el zircaloy) situada en la parte superior de la vasija del n¨²cleo. Existe el riesgo de que si se trata de hacer salir a estos gases de la vasija, reduciendo la presi¨®n, la burbuja podr¨ªa expandirse, obstruir la entrada del refrigerante y dejar sin cubrir por el agua parte del n¨²cleo, con lo que se producir¨ªa la fusi¨®n del mismo. En este caso el agua de refrigeraci¨®n saldr¨ªa a la contenci¨®n mucho m¨¢s contaminada y ser¨ªa entonces posible que el exceso de presi¨®n que se generar¨ªa dentro de la contenci¨®n obligara a dejar escapar parte de lo all¨ª contenido. El impacto sobre el entorno ser¨ªa entonces de un orden de magnitud diferente a lo hasta ahora acontecido.