Fukushima se acerca a una operación peligrosa

por Aaron Sheldrick y Antoni Slodkowski

El operador de la accidentada central nuclear de Fukushima en Japón, se prepara para extraer 400 toneladas de combustible gastado altamente irradiado, del edificio de un reactor dañado, una operación peligrosa que nunca se ha intentado antes en esta escala.

Contiene una radiación equivalente a 14.000 veces la cantidad liberada por la bomba atómica sobre Hirosihima hace 68 años, más de 1.300 conjuntos de barras de combustible gastado empaquetados muy juntos, tienen que ser removidos de un edificio vulnerable al colapso en caso de otro gran terremoto la zona.

Tokyo Electric Power Co (Tepco) mantiene una batalla perdida para detener el desborde de agua radiactiva en otro sector de las instalaciones, y los expertos se preguntan si será capaz de lograr la extracción de todos los conjuntos exitosamente.

"Ellos van a tener dificultades para la remoción de un número significativo de barras", dijo Arnie Gundersen -veterano ingeniero nuclear norteamericano y director de Fairewinds Energy Education-, las cuales fueron usadas para construir elementos combustible.

La operación, que comenzará en el mes de noviembre en las instalaciones del reactor Nº 4, está llena de peligros, incluyendo la posibilidad de una gran liberación de radiación si un elemento combustible se rompe, atasca o se acerca demasiado a un lote adyacente, manifestaron Gundersen y otros expertos nucleares. 

Esto podría conducir a un desastre peor que la crisis nuclear en Fukushima en marzo de 2011, la más grave desde Chernóbil en 1986.

Nadie sabe lo mal que podría salir, pero los consultores independientes Mycle Schneider y Antony Froggatt expresaron recientemente en su Informe sobre la situación de la Industria Nuclear Mundial 2013: "la remoción del combustible gastado de la piscina de la unidad 4, sin ningún tipo de contención o control, podría causar, con mucho, el desastre radiológico más grave hasta la fecha".

Tepco ya ha eliminado dos elementos combustibles no utilizados de la piscina en una operación de prueba el año pasado, pero estas barras son menos peligrosas que los haces gastados. La extracción del combustible gastado es una parte normal de las operaciones en una planta nuclear, pero no tiene precedentes la extracción segura desde un reactor gravemente dañado.

"Para llegar a la conclusión de que va a funcionar muy bien para el resto de ellos es todo un acto de lógica", dijo Gundersen.

La empresa reconoce que la operación va a ser difícil, pero cree que puede llevara a cabo con seguridad.

Sin embargo, Tepco inspira poca confianza. Fuertemente criticado por no proteger a la central de Fukushima frente a los desastres naturales, su manejo de la crisis desde entonces también ha sido criticado.

La semana pasada, el primer ministro Shinzo Abe ordenó al gobierno tomar un papel más activo en el control del desbordamiento de agua radiactiva de los reactores fundidos de las unidades 1, 2 y 3. 

Marco general

Los conjuntos de combustible están en la piscina de enfriamiento del reactor número 4, y Tepco ha erigido una estructura de acero gigante sobre la parte superior del edificio después de la eliminación de los escombros dejados por una explosión que sacudió a la unidad durante el desastre de 2011.

La estructura contará con las grúas que llevarán a cabo la delicada tarea de extracción de elementos combustibles que pueden estar dañados por el terremoto, la explosión o corrosión del agua salada que se vertió en la piscina cuando se agotó el suministro durante la crisis.

El proceso comenzará en noviembre y Tepco espera tardar alrededor de un año para la eliminación de los elementos, declaró el portavoz Yoshikazu Nagai a Reuters por correo electrónico. Es solo un paso en el proceso de decomisionamiento de la central, que se prevé tardará cerca de 40 años y costará 11 mil millones de dólares.

Cada conjunto de barras de combustible pesa alrededor de 300 kilogramos y tiene 4,5 metros de largo. Hay 1331 elementos combustible gastados y unos 202 elementos no utilizados que también se almacenan en la piscina, dijo Nagai.

Casi 550 elementos habían sido retirados del núcleo del reactor antes del terremoto y el tsunami que desató la crisis. Estos son los más peligrosos, ya que sólo se enfriaron en la piscina durante dos años y medio.

"La unidad Nº 4 no estaba en funcionamiento en el momento del accidente, por lo que su combustible se había trasladado a la piscina del reactor, y si se calcula la cantidad de cesio 137 en la piscina, es equivalente a 14.000 bombas atómicas de Hiroshima", dijo Hiroaki Koide, profesor asistente del Instituto de investigación de Reactores de la Universidad de Kyoto.

Las barras de combustible también contienen plutonio, una de las sustancias más tóxicas en el universo, que se formó durante las últimas etapas de operación del núcleo del reactor.

Criticidad accidental

"Hay un riesgo de criticidad inadvertida si los haces se distorsionan y se acercan demasiado entre sí", dijo Gundersen.

Se refería a que una reacción atómica en cadena no controlada puede provocar una gran liberación de radiación y calor, que el sistema de refrigeración de la piscina de combustible no está diseñado para absorber.

"El problema con la criticidad en una piscina de combustible es que no se puede detener. No hay varillas de control para controlarla", dijo Gundersen. "El sistema de refrigeración de la piscina de combustible gastado está diseñado sólo para eliminar el calor de desintegración, no el calor de una reacción nuclear en curso".

Las barras también son vulnerables al fuego en caso de ser expuestas al aire, agregó Gundersen. 

Los elementos combustibles están ubicados en una piscina de hormigón de 10 por 12 metros, cuya base se encuentra a 18 metros sobre el nivel del suelo. Las barras de combustible están cubiertas por 7 metros de agua, dijo Nagai. 

La piscina fue expuesta al aire luego de una explosión que voló el techo, pocos días después del terremoto y el tsunami. También fueron destruidas las grúas y equipos normalmente utilizados para extraer el combustible utilizado desde el núcleo del reactor. 

Tepco ha apuntalado el edificio, que puede haberse inclinado y quedó pandeado después de la explosión, una preocupación a nivel mundial que llegó plantearse en el Congreso de los Estados Unidos. 

La empresa manifiesta que el edificio puede soportar una sacudida similar a la del terremoto de 2011 y lleva a cabo regularmente controles estructurales, pero la empresa tiene un problema de credibilidad. El mes pasado, reconoció que el agua contaminada se filtra en el Océano Pacífico después de meses de negarlo.

Los conjuntos de combustible primero tienen que ser removidos de los bastidores donde están almacenados, y a continuación, se insertan en una cámara de acero pesado. Esta operación se lleva a cabo bajo el agua delante de la cámara, que protege de la radiación intermitente de las varillas, que pueden quitarse de la piscina y bajarse a nivel del suelo.

La cámara es entonces transportada a una piscina de almacenamiento común de la central, en un edificio sin daños, donde los conjuntos se almacenarán.

Tepco confirmó que la piscina de combustible del reactor Nº 4 tiene residuos durante una investigación a principios de este mes.

La extracción varillas de la piscina es una tarea delicada normalmente asistida por computadoras, de acuerdo con Toshio Kimura, un ex técnico de Tepco, que trabajó 11 años en Fukushima Daiichi.

"Antes era un proceso controlado por ordenador que memoriza la ubicación exacta de las barras al milímetro y ahora no tienen eso. Tiene que ser hecho manualmente por lo que hay un alto riesgo que suelten y rompan una de las barras de combustible", dijo Kimura.

Bajo circunstancias normales, la operación para extraer todo el combustible tomaría alrededor de 100 días. Tepco inicialmente tenía previsto dos años antes de la reducción a un año en el reconocimiento de la urgencia. Pero puede tratarse de una estimación optimista.

"Creo que probablemente va a tardar más lo que piensan y van a encontrarse con algunos problemas", dijo Murray Jennex, profesor asociado de la Universidad Estatal de San Diego, que es un experto en contención nuclear y trabajó en la central nuclear de San Onofre en California.

"No sé si alguien ha estudiado la experiencia de Chernobyl, la construcción de un sarcófago de hormigón, pero parece que no durará con toda la contaminación".

La corrosión del agua salada también ha debilitado la construcción y el equipo, dijo. 

Y si antes de que el combustible sea completamente extraido ocurre otro fuerte terremoto, que derribe el edificio o perfore la piscina y permita que el agua drene, o se incendie el combustible gastado, es posible que libere más radiación que durante el desastre inicial, amenazado Tokio a 200 kilómetros de distancia 

Cuando se le preguntó cuál era el peor escenario posible que Tepco está planificando, Nagai dijo: "Estamos considerando los riesgos y las medidas de lucha".

Fuentes:

Aaron Sheldrick, Antoni Slodkowski, Fukushima Nuclear Plant Cleanup In Japan Approaches Dangerous Operation, 14/08/13, Huff Post Green. Consultado 14/08/13.

La obra de arte que ilustra esta entrada es "Japans Nuclear Power Plant", del artista John Lautermilch.