Blanco nuclear. El tostón de Marzo

A PALO SECO; SIN DIBUJOS GRACIOSOS. SERÁN 10 min DE LECTURA. TOMÁOSLO CON PACIENCIA




¿Cómo funciona una central nuclear?

Energía en forma de calor

Es supersencillo. Imaginad que tenemos una olla a presión llena de agua, echamos un par de pastillas de uranio Gallina Blanca y cerramos. Para no entrar en más detalles, digamos que estas pastillas reaccionarían una con otra desprendiendo mucho calor, de manera que el agua se pondría a hervir. Llegado a cierto momento de ebullición, la válvula de escape de la olla saltaría para liberar la presión del vapor de agua. Si ponemos un molinillo en la válvula, este giraría impulsado por la corriente de vapor y este movimiento podría transformarse en electricidad de la misma manera que lo hace una dinamo.

Este sería el esquema básico de una central nuclear. Solo que, en este ejemplo, tendríamos una reacción nuclear INcontrolada. Para controlarla, se pone entre las dos pastillas de uranio una barra de material absorbente de neutrones. La clave está en modular esta interacción entre las dos pastillas de Uranio controlando si queremos que esa barra de control las separe totalmente para detener la reacción o solo un poco para que produzca menos energía. La barra de control se usaría como un control de volumen

Y esto es lo que se hace en una central nuclear, ni más ni menos. A qué es sencillo?


Curiosidades del mundo del uranio

Uranio enriquecido

El combustible que se usa es, efectivamente, uranio. Podríamos tener un cacho de uranio decorando en la vitrina del salón toda la vida y no daría más problemas de los que daría un Lladró. Esto es porque el pedrusco, en su forma natural estaría formado por un 99% de uranio neutro y solo un 1% tendría propiedades radiactivas. Este 1% es el isótopo-235 del uranio.

Para que ese uranio sirva de combustible hay que hacerlo un poco más radiactivo. Para eso se lleva a una planta procesadora donde tras moler, volatilizar, centrifugar y cristalizar el mineral, consiguen aumentar esta concentración del isotopo-235 hasta un 3-5%. Sigue siendo una ridiculez, habría que cogerlo con guantes de piel, pero nada más. Sigue siendo un pedrusco gris casi inofensivo. Pero tiene una particularidad. La particularidad de los elementos fisibles. Esto es que se pueden fisionar (lo contrario de fusionar) de manera más o menos natural. Para que esto suceda hay que juntar una cantidad X de material. A esta cantidad se le llama masa crítica. Y cuando esto sucede, empieza la fiesta.

El primero que descubrió esto, murió. Tienes 2 kilos de uranio en la olla y no pasa nada. Pero si tu vecino te trae otros 2Kg y los ponéis juntos, se supera esa masa crítica y empieza el agua a burbujear. Cuando pudieron controlar esta reacción, se pudo montar la primera central nuclear


Los problemas

A medida que pasan los días, el uranio se va desprendiendo de sus neutrones (produciendo calor) y pasa a transformarse en el subproducto de esta reacción: el plutonio. El plutonio es 800 veces más radiactivo que el uranio. No se encuentra (apenas) en la naturaleza. Además, la vida media de este subproducto es de más de 800 años. Esto es, que durante ese tiempo seguirá desprendiendo radiación. Este es lo más peligroso en una central nuclear. Procesar, manipular, almacenar el plutonio. Creo que en un reactor normalito, se meten 30 toneladas de uranio, que en dos años hay que retirar, ya transformado en plutonio y reemplazarlo por uranio nuevo.

La fisión del núcleo

Otro problema, es que, el vapor de agua de nuestro ejemplo de la olla a presión, también es radiactivo, puesto que ha estado en contacto con los neutrones que desprende el uranio Pero como el agua está formada por elementos muy simples (pocos protones y neutrones en sus núcleos) el potencial radiactivo de este vapor desaparece antes de poder deletrear hache-dos-o. Por ahí he leido que si por casualidad te pillara una nube de vapor de agua radiactivo mientras paseas por la central, no estarías castigando más tu cuerpo que si fumaras.

Cuando se habla estos días de escapes radiactivos, se habla de este vapor de agua, que, generalmente no sale del perímetro de la planta, pero si saliera, se podrían dar ciertos niveles de radiación, al mezclarse este vapor con otros materiales. Esta radiación tardaría, como mucho, unas horas en desparecer y en cualquier caso, no se estaría más expuesto que cuando uno se hace una ortopantomografía. Otra cosa es que la población, que generalmente no va a entrar en detalles técnicos, tenga que ser alertada y evacuada. Pero seguro que en la planta van en bata y zapatillas.


Y sus soluciones

La madre del cordero de todo este asunto, es el núcleo del reactor nuclear (la olla a presión). Ha de estar diseñado para que se mantenga intacto, pase lo que pase. En la central de Chernobyl, el uranio se metía en el núcleo del reactor embotellado en unos cilindros de grafito, que es el material con el punto de fusión más alto, pero resultó tener un defecto: el grafito es inflamable. Y se inflamó, por un problema de refrigeración, convirtiendo el propio núcleo del reactor en una bomba. Y saltó todo por los aires.

Esto, hoy en día es imposible:

1. El cilindro que protege el uranio (y eventualmente el plutonio) es de una aleación de Zirconio, que, se ve que es muy poroso a la radiación y así se evita el sobrecalentamiento. Funde a 1.800ºC y no se inflama, así que el riego de explosión del núcleo del reactor es cero
2. El accidente más probable es que no se pueda refrigerar la olla a presión. Lo que pasaría es que el agua del circuito se iría evaporando hasta quedar los cilindros de Zirconio al descubierto, como pasaría si te dejas las lentejas al fuego toda la mañana. Es con lo que están luchando ahora en Japón. La temperatura del reactor podría subir de los 1000ºC. El plutonio se fundiría a los 600ºC y el uranio a los 1100ºC (nótese en este punto que el zirconio permanecería incorrupto) La olla a presión, de acero, probablemente se funda antes. Pero el nucleo del reactor está diseñado con forma de embudo y hecho de hormigón armado gordísimo, de manera que todo el nucleo se fundiría, pero quedaría encofrado. A este cofre se la sudan los terremotos de 8,9. No habría pérdidas de material radiactivo (del peligroso, vamos, que es el plutonio) En este punto no sé qué se haría, probablemente dejar la mierda radiactiva enterrada bajo más metros de hormigón hasta dentro de 1000 años
3. Respecto a las perdidas de vapor de agua radiactivo, hay dos tipos de centrales: las que funcionan como el ejemplo de la olla (la de Fukushima) y las más modernas y elaboradas, en las que el agua calentada por radiación está en un circuito cerrado (se calienta, se evapora, se condensa y vuelve al tanque principal, sin perdidas) Este circuito cerrado tiene unos tubos por el que pasa este vapor de agua radiactivo a unos 250ºC y que están instalados dentro de otras olla a presión llenas de agua normal, de la bebible de toda la vida, que, a su vez, se calienta por contacto, hierve y se produce un vapor de agua limpito limpito, que es el que mueve las turbinas.

Plutonio

En Fukushima se ve que se han quedado sin suministro eléctrico en la central por culpa del terremoto (la central estaba diseñada para soportar sin problemas terremotos de hasta 8,1). Los grupos electrógenos de diésel se los llevó el maremoto posterior, así que no tienen manera de meter agua en la olla a presión. De todos modos el peligro es relativo, pues gracias a las barras de control, el reactor fue "apagado" nada más empezar los temblores. El problema es que, una vez "apagado", el combustible sigue desprendiendo cierta cantidad de calor que va descendiendo paulatinamente hasta el cabo de una semana, más o menos. Así que el peor escenario sería que se fundiera el núcleo, como contaba antes. En este caso, tomaron la decisión de emplear agua de mar para llenar la olla a presión. Por un lado está bien, porque se evitan estropear el reactor, pero por otro lado, se ve que la actividad radiactiva del vapor de agua de mar tarda unas horas más en desaparecer que la del agua destilada. Y de este tema viene la alarma nuclear, de manera que otro Chernobyl está totalmente descartado.

Sin contar submarinos, hay en el mundo unos 550 reactores, de las cuales unos pocos más de 100 están ya cerrados. Las primeras centrales se construyeron a mediados del siglo pasado y se estima que su duración media es de unos 40 años. En estos 60 años de historia ha habido menos de 10 accidentes "con víctimas mortales", así que estadísticamente podríamos decir que es un gremio muy seguro. Lo que pasa es que, claro, como en los aviones, el día que se lía, se lía bien gorda.

Plutonio empobrecido

Ahora bien, creo que hay un problema ético importante en generar toneladas y toneladas de residuos que serán peligrosísimos e hipercontaminantes durante 1000 años. Porque hoy, las cosas son como son, pero a saber como será el planeta y qué habitantes tendrá dentro de solo 300 años. O qué clase de catástrofes naturales nos acechan.

Bicos