Rayos cósmicos para desmantelar Fukushima

Japón radiografía los reactores con tecnología para detectar partículas elementales.

Tras el golpe del tsunami contra las instalaciones de Fukushima Daiichi el 11 de marzo de 2011, la pérdida de alimentación eléctrica provocó que los reactores dejaran de refrigerarse adecuadamente, lo que derritió las barras de uranio, generando una liberación de materiales radiactivos letales que impiden entrar fácilmente en estos edificios accidentados. Cuatro años después, las tareas para desmantelar los tres reactores descompuestos han avanzado mucho gracias a la robótica pero sigue sin conocerse exactamente la situación del combustible nuclear derretido, lo que dificulta la planificación detallada de las tareas.

Poco después del accidente, se comenzó a plantear la posibilidad de utilizar la tecnología de detección de partículas para hacer algo así como una radiografía de los reactores. En concreto, se sugirió el uso de muones, unas partículas elementales que se generan cuando los rayos cósmicos penetran la atmósfera terrestre y que continuan viajando atravesando todo lo que se encuentran a su paso. Conocidas desde la década de 1930, estas partículas se han usado para radiografiar estructuras gigantes como volcanes o difíciles de investigar en su interior, como hiciera en 1967 el premio Nobel Luis Álvarez al tratar de encontrar cámaras secretas en la pirámide de Guiza.

A partir de la semana que viene, se pondrá a prueba a los muones en el reactor número 1 de Fukushima, "con el fin de obtener una comprensión de las posiciones y cantidades de restos de combustible, necesaria para investigar los métodos de eliminación de estos desechos", explica Tepco, la empresa responsable de la central, en el último documento de su hoja de ruta. Esta tecnología, que en Japón se usa para vigilar los volcanes por dentro y el estado del magma, ya se ha puesto a prueba en condiciones similares a las que se encontrarán en el reactor dañado. Análisis realizados con robots dentro del edificio y con modelos generados por ordenador sugieren que las barras de combustible se derritieron por completo en los primeros momentos del desastre, llevando al interior del reactor a temperaturas de miles de grados, y desparramándose por su estructura.

El concepto es similar al de las radiografías con rayos X: se colocan placas en las que queda reflejado el paso de los muones tras cruzar el reactor, generando con el tiempo un dibujo de su interior, gracias a la alta densidad del combustible fundido en el suelo del reactor. Investigadores del Instituto Internacional de Investigaciones para el Desmantelamiento Nuclear (IRID) realizó las pruebas definitivas en julio pasado en la central japonesa de Tokai, pero muchos otros investigadores han probado la eficacia del sistema. Los últimos, investigadores de la Agencia para la Energía Atómica de Japón en su propio reactor experimental, que acaban de publicar sus resultados hace dos semanas.

Los trabajos más frutíferos se comenzaron a realizar pocos meses después del accidente por parte de los científicos del Laboratorio Nacional de Los Álamos (Estados Unidos), que han realizado varios ensayos experimentales tras visitar la central accidentada, con ayuda de especialistas de Tepco y de Toshiba, la empresa encargada de esta tarea de desmantelamiento. Juntos han lanzado una sociedad para desarrollar un detector de muones eficiente para espiar dentro de Fukushima.

Los paneles detectores de muones, que se colocarán a ambos lados de los reactores, son mucho más grandes de lo habitual para dar una imagen detallada al colocarlos en las paredes exteriores de los edificios. El tamaño y el peso de esta tecnología se sumará a otras series dificultades para su instalación como la contaminación radiactiva, el aparataje que rodea los reactores para su control y desmantelamiento, las fugas de agua contaminada, etc.

El Gobierno japonés ha resaltado la importancia de esta aportación, ya que permitirá saber cómo actuar a partir de ahora y acabará con las especulaciones sobre la cantidad de combustible fundido. No obstante, el resultado de la medición no será perfecto, dado que las porciones más pequeñas no serán detectadas y que los restos ubicados a más profundidad quedarán fuera del campo de visión, ya que los muones no viajan de abajo arriba.

Mientras la central se ahoga en las aguas subterráneas y busca desesperadamente un depósito en el que deshacerse de los materiales contaminados, Fukushima recibió un importante empujón de esperanza a mediadios de diciembre al lograr retirar el combustible gastado del reactor número 4, que complicaba los trabajos para cerrar ese edificio. Ahora queda la tarea más difícil: limpiar los reactores 1, 2 y 3, con uranio derretido en el interior (una mezcla con plutonio en el 3). Todavía quedan cuatro décadas por delante hasta terminar de desmantelar la central.

En esta noticia:

Estudio: Cosmic-ray muon radiography for reactor core observation - doi:10.1016/j.anucene.2014.12.017

Estudio: Analysis of muon radiography of the Toshiba nuclear critical assembly reactor - doi:10.1063/1.4862475

Estudio: Cosmic Ray Radiography of the Damaged Cores of the Fukushima Reactors - arXiv:1209.2761

Fuente:

Rayos cósmicos para desmantelar Fukushima, 31/05/15, Materia. Consultado 31/05/15.