¿Cómo se apaga un reactor nuclear?

Para apagar un reactor nuclear, lo que se hace es introducir a la vasija unas “barras de control” que absorben los neutrones libres y detienen instantaneamente la reacción en cadena que normalmente se produce en el núcleo del reactor. Segundos después del terremoto todos los reactores habían sido ya apagados de esta manera. Sin embargo, aun cuando la principal reacción en cadena se ha detenido por completo, algunos de los elementos radiactivos intermedios producidos (principalmente isótopos de cesio y yodo) continúan liberando energía y fraccionándose en atomos más pequeños que ya no son radiactivos. Como la reacción principal ha sido detenida por completo, bastaría con continuar absorbiendo la energía liberada y esperar algunos días a que se consuman por completo estos elementos radiactivos intermedios.

Como los reactores nucleares están apagados, no es posible ya extraer energía eléctrica de ellos. Sin embargo aún se requiere electricidad para continuar circulando agua en el reactor, absorber la energía y enfriar el núcleo. Para esto la central está también conectada a la red de energía eléctrica de donde, en circunstancias normales, puede tener acceso a fuentes externas de electricidad. Desafortunadamente, a consecuencia del terremoto, la red de energía eléctrica se había caído. Como la posibilidad de quedarse sin energía eléctrica en una planta nuclear es muy grave, la central cuenta con un sistema de respaldo con generadores de disel que se activaron de manera correcta justo cuando se detectó la falla en la red eléctrica.

Durante varias horas los generadores de diesel produjeron la energía eléctrica necesaria para circular el agua y enfriar los reactores. Entonces llegó el tsunami. La central está diseñada para soportar un tsunami de hasta 6.5 metros de altura, pero las olas que afectaron a las instalaciones fueron de por lo menos 7 metros e inundaron el área en donde se encontraban los generadores de diesel. Una vez destruidos los generadores de diesel la central recibió energía eléctrica del respaldo para el sistema de respaldo: un sistema de baterías que puede mantener a la central funcionando durante ocho horas mientras se encuentra una fuente alternativa de electricidad.

Entonces fue cuando las cosas se comenzaron a poner mucho más tensas en la central nuclear. El tiempo transcurría y se enviaron más baterías de respaldo y un generador portátil de diesel; energía que fue suficiente para estabilizar los reactores 2 y 3, pero no suficiente para continuar enfriando el reactor 1. Al fallar el sistema de enfriamiento el agua continuó calentándose, elevando la presión dentro de la olla exprés, reduciendo el nivel del agua y exponiendo el núcleo. Esto produjo que se agregaran cesio, yodo, hidrógeno y oxígeno al vapor de agua producido. Para evitar que la olla explote, los operadores la tuvieron que ventilar dejando que un poco de estos vapores salieran de la vasija y de la estructura de concreto, dentro del edificio del reactor.


Reactor 1 antes y después de la explosión
Eventualmente la mezcla de oxígeno y nitrógeno fue lo que ocasionó la explosión del edificio del reactor 1 que vimos el sábado, sin embargo—gracias al trabajo de los operadores siguiendo los protocolos de emergencia—tanto la estructura de concreto como la vasija en su interior se mantuvieron intactas. De esta explosión se liberaron también al ambiente ligeras cantidades de isótopos radiactivos de cesio y yodo. Estos isótopos sin embargo, como ya hemos dicho, rápidamente se fragmentan en otros elementos que no son radiactivos.

El lunes por la mañana ocurrió una segunda explosión en el edificio del reactor 3 de la central nuclear, que siguió esencialmente el mismo patrón del reactor 1. De igual manera se ventilaron los gases para reducir la presión dentro de la olla exprés y explotó la coraza del edificio, dejando intactas a la vasija y la estructura protectora de concreto. Actualmente se está inyectando agua del mar a los reactores para tratar de mantener su temperatura; normalmente esto no se hace porque el agua salada acelera el desgaste de las tuberías y maquinaria, pero dada la situación actual lo único que importa es mantener la situación bajo control y terminar de enfriar los reactores lo antes posible.

Al momento de escribir este post la información continua fluyendo, y parece ser que el reactor 2 se encuentra ahora enfrentando problemas, por lo que no sería de extrañarse que ocurra otra explosión en el edificio de ese reactor.

Definitivamente la situación actual continua siendo bastante seria, sin embargo los protocolos de emergencia se están siguiendo al pie de la letra y la situación se mantiene—en la medida de lo posible—bajo control y en relativa seguridad. Los operadores han podido mantener enfriando más o menos de manera constante a los tres reactores desde el viernes pasado, cuando la reacción del combustible nuclear se detuvo por completo, por lo que el calor residual que se necesita absorber es cada vez menor.

También es importante recalcar que, aún en el peor de los casos, no es posible que ocurra una explosión nuclear como la de una bomba nuclear. Los procesos y la cantidad de combustible requeridos para iniciar una explosión nuclear no se encuentran en una central nuclear como la de Fukushima. En el accidente de Chernóbil, material radiactivo fue expulsado al ambiente ya que la “olla exprés” explotó y no tenía una estructura de protección como la de las centrales modernas. El peor escenario en el caso de Fukushima es que tanto los tubos que protegen al combustible, como vasija interna y la estructura de protección se fracturen, dejando escapar bajas cantidades de material radiactivo con consecuencias locales, como ocurrió en el accidente de Three Mile Island, dentro de los 20 kilómetros que han sido ya evacuados alrededor de la central.

Por lo pronto lo mejor es mantenerse atentos y bien informados para conocer el desenlace de esta situación, pero sin dejarse caer en la alarma o el sensacionalismo que a los medios les encanta promover en momentos como estos.

Fuente: pedazosdecarbono.blogspot.com