De la energía nuclear de fisión (2): El transporte

En la entrada anterior ya teníamos el dióxido de uranio prensado y sintetizado en forma de pastillas e introducido en unas vainas de zircaloy, que en definitiva son las que se introducen en el reactor nuclear para la generación de energía. El problema que nos encontramos ahora es que estas vainas han sido generadas en una planta de fabricación de combustible que normalmente está a mucha distancia (incluso en otro país) de donde se encuentra el reactor nuclear que las va a utilizar. Se necesita, por tanto, transportarlas.

El transporte de sustancias radiactivas tiene que cumplir una serie de requisitos de seguridad ya que se ha de asegurar que dichas sustancias no se liberen al medio ambiente y no afecten a las personas. También es importante que el transportista esté protegido y no reciba ninguna dosis que pueda afectar a su salud.

La Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) tiene publicadas unas normas de seguridad para el transporte seguro de materiales radiactivos. Estas normas se basan en unos requisitos principales:

  • El transporte se basa en el bulto, entendido éste como el embalaje con su contenido radiactivo.
  • La responsabilidad recae en quien prepara el bulto para su envío y no en el transportista.

Por ello se establecen unos objetivos:

  • Los materiales deben de estar embalados adecuadamente dependiendo del contenido de los mismos.
  • La radiación emitida por los bultos ha de ser controlada a través de blindajes que estén debidamente señalizados
  • Se debe evitar que, si los materiales son fisionables como es el caso de las vainas de combustible, se alcance la criticidad, es decir, no se produzcan reacciones en cadena como las que tienen lugar en el reactor una vez colocadas las vainas.
  • Se deben evitar los daños causados por el calor generado por los bultos (la fisión libera energía y por tanto calor), estableciendo sistemas de evacuación del calor.

La IAEA establece tres condiciones de transporte diferentes que pueden afectar al transporte de los bultos:

  • Consisten en las condiciones normal del transporte como pueden ser las propias aceleraciones y vibraciones durante el trayecto.
  • Aquí se consideran incidencias tales como caídas del bulto, golpes, lluvia, etc.
  • Estas son las condiciones en las que hay alguna colisión del medio del transporte, fallo mecánico, térmico o similar.

Los bultos que contienen sustancias fisionables, además de un posible riesgo de protección radiológica si no están apropiadamente embalados, tienen un cierto riesgo de alcanzar la criticidad. Se consideran materiales fisionables el 233U, 235U, 239Pu, 241Pu o combinaciones de ellos. En nuestro caso, los materiales ya preparados para su uso como combustible nuclear, se consideran materiales fisionables.

El transporte de este tipo de bultos tiene que cumplir unos requisitos estrictos en cuanto a su embalaje. En otras palabras, han de superar una serie de duras pruebas antes de ser transportados.

En primer lugar el embalaje ha de cumplir unos requisitos de carácter general como es la fácil manipulación y que esté sujeto firmemente al medio de transporte de manera que sus enganches no fallen. También se requiere que su superficie no retenga agua y que el material del embalaje tenga propiedades físicas y químicas compatibles con el contenido del bulto.

Para que todo el mundo tenga la información apropiada, los embalajes deben estar señalizados con las etiquetas características de los materiales radiactivos.

Etiqueta

Etiquetas para indicar materiales radiactivos en el transporte

En cuanto a las pruebas que tienen que superar, dependiendo de la cantidad de material fisionable del bulto, estas son más o menos restrictivas. Vamos a ver las más restrictivas que son las correspondientes a cuando el bulto se transporta por vía aérea.

  • Deben soportar una caída libre desde 9 m sobre una superficie indeformable.
  • Deben soportar el aplastamiento cuando sobre ellos cae una masa de 500 kg desde una altura de 9 m.
  • Deben soportar desgarramiento o perforación cuando se deja caer el bulto sobre una barra desde 1 m.
  • Deben soportar una temperatura de 800 0C durante 60 minutos
  • Deben soportar una impacto sobre un blanco indeformable a una velocidad de 80 m/s.
  • Deben soportar una inmersión en agua a 200 m de profundidad.

En la entrada anterior también vimos que el dióxido de uranio de las vainas de combustible se fabrica a partir del hexafluoruro de uranio, con el que se trabaja en estado gaseoso. Podría ocurrir que las plantas de fabricación del hexafluoruro de uranio y el dióxido de uranio estuvieran separadas, por lo que habría que transportar el primero.

El hexafluoruro de uranio no es considerado peligroso por sus propiedades radiactivas, sino por sus propiedades corrosivas. En este caso el riesgo de corrosión es considerado más importante frente al riesgo radiactivo.

Para transportarlo lo primero que hay que hacer es solidificarlo y una vez dentro del bulto, mantener la presión interna inferior a la presión atmosférica. Esto quiere decir que además de cumplir los requisitos de caída o térmicos antes mencionados, el bulto no debe de tener ningún dispositivo de alivio de presión.

Una vez el bulto, las vainas de combustible, ha llegado a las instalaciones nucleares donde se van a utilizar es hora de empezar a generar energía. Pero, ¿cómo se genera la energía? ¿Cómo funciona una central nuclear? ¿Qué es eso de la fisión nuclear?

Estas respuestas las daremos en las siguientes entradas.

Referencias

Reglamento para el transporte seguro de materiales radiactivos. Edición de 2012.Requisitos de Seguridad específicos. Nº SSR-6. Agencia Internacional de Energía Atómica

http://www.csn.es/descarga/AR_TRA.PDF”>La señalización en el transporte de material radiactivo. Consejo de Seguridad Nuclear

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