trabajo
Accidente de Chernóbil
El Accidente de Chernobyl, es el accidente nuclear más grave de la historia. El 26 de abril de 1986, en un aumento súbito de potencia en el reactor 4 de la planta nuclear Lenin, de Chernobyl, se produjo la explosión de hidrógeno acumulado dentro del núcleo por el sobrecalentamiento, durante un experimento en el que se simulaba un corte de suministro eléctrico.
La planta nuclear
La planta nuclear de Chernobyl se encuentra en Ucrania, a 18 km al Noroeste de la ciudad de Chernóbil, a 16 km de la frontera entre Ucrania y Bielorrusia y a 110 km al N de la capital de Ucrania, Kíev. La planta tenía cuatro reactores con capacidad para producir 1.000 MW de potencia cada uno. Durante el periodo de 1977 a 1983 se pusieron en marcha progresivamente los cuatro primeros reactores; el accidente fustró la terminación de otros dos reactores que estaban en construcción.
El núcleo del reactor estaba compuesto por un inmenso tambor de grafito de 1.700 t, dentro del cual, 1.600 tubos metálicos de presión alojaban 190 t de dióxido de uranio en forma de barras cilíndricas. Por estos tubos de presión circulaba agua pura que al calentarse, proporcionaba vapor a la turbina de rueda libre. Entre estos conductos de combustible se encontraban 180 tubos denominados rodillos de control compuestos por acero al boro y que ayudaban a moderar la reacción en cadena dentro del núcleo del reactor.
El accidente
En agosto de 1986, en un informe remitido a la Agencia Internacional de Energía Atómica, se explicaban las causas del accidente en la planta de Chernóbil. Este reveló que el equipo que operaba en la planta el día 26 de abril de 1986, se propuso realizar un experimento con la intención de aumentar la seguridad del reactor. Para ello deberían averiguar durante cuanto tiempo continuaría generando electricidad la turbina de vapor una vez cortada la afluencia de vapor. Las bombas refrigerantes de emergencia, en caso de avería, requerían de un mínimo de potencia para ponerse en marcha y los técnicos de la planta desconocían cual era ese mínimo. Una vez cortada la afluencia de vapor, se desconocía si la turbina podía mantener las bombas funcionando.
Para realizar este experimento, los técnicos no querían detener el reactor para evitar un fenómeno conocido como envenenamiento por xenón. Entre los productos de fisión que se producen dentro del reactor, se encuentra el xenón, un gas muy absorbente de neutrones. Mientras el reactor está en funcionamiento de modo normal, se producen tantos neutrones que la absorción es mínima, pero cuando la potencia es muy baja o el reactor se detiene, la cantidad de xenón 135 aumenta e impide la reacción en cadena por unos días. Cuando el xenón 135 decae es cuando se puede reiniciar el reactor.
Los operadores insertaron las barras de control para disminuir la potencia del reactor y esta decayó hasta los 30 MW. Con un nivel tan bajo, los sistemas automáticos pueden detener el reactor y por esta razón los operadores desconectaron el sistema de regulación de la potencia, el sistema de emergencia refrigerante del núcleo y otros sistemas de protección.
Con 30 MW comienza el envenenamiento por xenón y para evitarlo aumentaron la potencia del reactor subiendo las barras de control, pero con el reactor a punto de apagarse, los operadores retiraron manualmente demasiadas barras de control. De las 170 barras de acero al boro que tenía el núcleo, las reglas de seguridad exigían que hubiera siempre un mínimo de 30 barras bajadas y en esta ocasión dejaron solamente 8 barras bajadas. Con los sistemas de emergencia desconectados, el reactor experimentó una subida de potencia extremadamente rápida que los operadores no detectaron a tiempo. A la 1:23, 4 h después de comenzar el experimento, algunos en la sala de control, comenzaron a darse cuenta de que algo andaba mal.
Cuando quisieron bajar de nuevo las barras de control, estas no respondieron debido a que posiblemente ya estaban deformadas por el calor y las desconectaron para permitirles caer por gravedad. Se oyeron fuertes ruidos y entonces se produjo una explosión causada por la formación de una nube de hidrógeno dentro del núcleo, que hizo volar el techo de 100 t del reactor provocando un incendio en la planta y una gigantesca emisión de productos de fisión a la atmósfera.
Las reacciones inmediatas
Minutos después del accidente, todos los bomberos militares asignados a la central, ya estaban en camino. Las llamas afectaban a varios pisos del reactor 4 y se acercaban peligrosamente al edificio donde se encontraba el reactor 3. El comportamiento heroico de los bomberos durante las tres primeras horas del accidente, evitó que el fuego se extendiera al resto de la planta. Aún así, pidieron ayuda a los bomberos de Kíev debido a la magnitud del la catástrofe. Los operadores de la planta pusieron los otros tres reactores en refrigeración de emergencia. Dos días después, había 18 heridos muy graves y 156 heridos con lesiones medianas producidas por la radiación. Todavía no había una cifra del número de muertos, pero un accidente nuclear aumenta día tras día la lista de víctimas, hasta pasados muchos años después.
El primer acercamiento en helicóptero evidenció la magnitud de lo ocurrido. El núcleo, expuesto a la atmósfera, continuaba ardiendo al rojo vivo. La temperatura alcanzaba los 2.500 ºC y en un efecto chimenea, impulsaba el humo radiactivo a una altura considerable.
Al mismo tiempo, los responsables de la región, comenzaron a preparar la evacuación de la ciudad de Prípiat y de un radio de 10 km alrededor de la planta. Esta primera evacuación comenzó al día siguiente de forma masiva y se concluyó 36 h después. La evacuación de Chernobil y de un radio de 36 km no se llevó a cabo hasta pasados seis días del accidente. Para entonces ya había más de 1.000 afectados por lesiones agudas producidas por la radiación.
Estructura de hormigón denominada Sarcófago, diseñada para contener el material radiactivo del núcleo del reactor y que fue diseñado para una duración de 30 años.
La mañana del sábado, varios helicópteros del ejército, se preparaban para arrojar sobre el núcleo una mezcla de materiales que consistía en arena, arcilla, plomo, dolomita y boro absorbente de neutrones. El boro absorbente de neutrones evitaría que se produjera una reacción en cadena. El plomo estaba destinado a contener la radiación gamma y el resto de materiales mantenían la mezcla unida y homogénea. Cuando el 13 de mayo terminaron las misiones, se habían arrojado al núcleo unas 5.000 t de materiales.
Comenzó entonces la construcción de un túnel por debajo del reactor accidentado para afianzar el terreno y evitar que el núcleo se hundiera debido al peso de los materiales arrojados. En un mes y 4 días se terminó el túnel y se inició el levantamiento de una estructura denominada sarcófago, que envolvería al reactor aislándolo del exterior.
Las evidencias en el exterior
El 27 de abril, diversas estaciones de control en Suecia advirtieron de la elevada presencia de polvo altamente radioactivo en su territorio y fijaron el origen del mismo como proveniente de la zona fronteriza entre Ucrania y Bielorrusia en función de los vientos dominantes en aquellos días. Mediciones similares se fueron sucediendo en Finlandia y Alemania, lo que permitió al resto del mundo conocer en parte el alcance del desastre. Por la noche del lunes 28 de abril, durante la emisión del programa de noticias Uremya, el presentador leyó un escueto comunicado:
“Ha ocurrido un accidente en la planta de energía de Chernobil y uno de los reactores resultó dañado. Están tomándose medidas para eliminar las consecuencias del accidente. Se está asistiendo a las personas afectadas. Se ha designado una comisión del gobierno”.
Los dirigentes de la URSS habían tomado la decisión política de no dar más detalles. Pero ante la evidencia, el 14 de mayo el secretario general Mijaíl Gorbachov decidió leer un extenso y tardío, pero sincero, informe en el que reconocía la magnitud de la terrible tragedia.
Quedó en evidencia la cuestionable forma de actuación de las autoridades soviéticas, que, aún conociendo las posibles consecuencias del accidente, no alarmaron, por motivos políticos, suficientemente a la población, pudiendo haber evitado miles de afectados y muertes. Fue necesario que un laboratorio sueco diera la voz de alarma para que el hecho fuera difundido.
Consecuencias
Mapa que indica las zonas más afectadas por radiactividad tras el accidente nuclear
La explosión provocó la mayor catástrofe en la historia de la explotación civil de la energía nuclear. Presuntamente originado por la realización de un experimento, mueren en el momento del accidente 31 personas, alrededor de 350.000 personas tienen que ser evacuadas de los 155.000 km² afectados, permaneciendo extensas áreas deshabitadas durante muchos años. La radiación se extendió a la mayor parte de Europa, permaneciendo los índices de radiactividad por encima de niveles inocuos durante varios días. Se estima que se liberó unas 500 veces la radiación que la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945.
En enero de 1993, la IAEA revisó el análisis sobre las causas, atribuyendo a un fallo en el diseño del reactor y no a error humano. La IAEA en 1986 había citado como causas el manejo del reactor por los operadores. El error en el diseño se consideró debido a que este tipo de reactores posee reactividad positiva, al contrario que los reactores BWR o PWR. Esta característica hace que un calentamiento anormal del refrigerante produzca un aumento del número de fisiones, y por tanto un mayor calentamiento, produciendo una reacción en cadena. Por su importancia en la seguridad de la planta se consideró un error de diseño.
Ucrania siguió utilizando Chernobil debido a que no tenía dinero para construir otra central hasta que en 2000 la Unión Europea y otras organizaciones dieron dinero para mejorar otras centrales del país y que Chernobil se cerrara definitivamente.
Según los estudios realizados por el Foro de Chernóbil de las Naciones Unidas (2005), donde se encuentran la OMS y el OIEA, en los primeros instantes del accidente de Chernóbil se produjeron 28 muertes debidas al Síndrome de Radiación Aguda entre los "liquidadores". Estos liquidadores fueron unas 600.000 personas (entre militares, personal de la planta, bomberos y policías). Se estima que estas personas recibieron una dosis promedio de alrededor de 100 mSv.
Las estimaciones de los cánceres mortales que podrían producirse, debido a las radiaciones, entre las personas que más dosis recibieron, durante toda la vida de los afectados, fijada en 80 años que es la esperanza de vida para un habitante europeo, sería como máximo de 4000 (sobre los más de 100.000 que se producirían por otras causas).
Para las personas que recibieron dosis más bajas el informe no aporta datos, aparte de la mención de que se observaría un incremento inferior al 1 %.
El estudio además indica que hasta el 2005 no existe una evidencia clara de incremento, entre los habitantes de las areas más contaminadas, del número de muertes debido a cánceres radioinducidos.
Sí indica que entre los afectados por Chernóbil se produjeron 4000 cánceres de tiroides entre 1992 y 2002 en personas que eran niños en el momento del accidente. De esos cánceres, 15 fueron mortales.
También se señala que un 5 % en la mortalidad de los 61.000 trabajadores de emergencias podría deberse a las radiaciones.
Aparece también una indicación de que debe estudiarse la posible formación de cataratas debidas a las radiaciones.
Verdes Europeos -2006-
Este estudio cifra el número de afectados inmediatamente tras el accidente en 237 trabajadores de los cuales fueron tratados clínicamente 134. De estos, 28 murieron en 1986 y 19 más entre 1986 y 2004.
Se indica en el documento que, debido a que la mayor fuente de información disponible para los efectos de las radiaciones en los humanos, proviene de los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki, aun hoy se siguen publicando nuevos datos acerca de dichos efectos. Este trabajo utiliza los últimos estudios científicos publicados al respecto.
Se citan los alrededor de 4000 casos de cáncer de tiroides en niños hasta 2005. Aunque se admite que existen incertidumbres enormes cuando se intenta predecir el número de cánceres que pueden producirse en el futuro, el informe cita resultados que indican una posible incidencia entre 5.000 y 45.000 nuevos cánceres (con un valor esperado de 15.000), otro que prevé entre 8.000 y 10.000 y otro estudio más que calcula un número total posible de cánceres de tiroide entre 18.000 y 66.000 sobre el número de cánceres total que ocurrirían.
El informe indica que el estudio realizado por el OIEA y la OMS no tuvieron en cuenta los posibles cánceres de tiroides provocados en lugares que no fueran Bielorrusia, Ucrania o Rusia. Cita estudios que encontraron un posible aumento de los cánceres de tiroides en la República Checa ó en el norte de Inglaterra. Este estudio recomienda seguir el consejo de algunas publicaciones de continuar realizando investigaciones internacionales.
Acerca de otros cánceres señala un posible aumento de las leucemias radioinducidas en los trabajadores y en los niños. Para resolver esta posibilidad recomienda invertir fondos para continuar con las investigaciones en el futuro. Sobre los tumores sólidos el informe cita un aumento de un 40 % como promedio (entre distintos tipos de tumores). El informe prevé un aumento de 1.000 a 2.000 muertes por cánceres (tumores sólidos) entre el grupo de los trabajadores en Chernóbil.
A solo 2 minutos de haberse iniciado una incontrolada generación de vapor en el núcleo del reactor queda fuera de control, superando en 100 veces los máximos admitidos; estallan por sobrepresion los conductos de alimentacion y la coraza protectora de grafito del núcleo produciendose un pavoroso incendio y la expulsión al exterior de 8 toneladas de combustible radiactivo tras una doble explosión.
Las consecuencias de la catástrofe afectaran a un área con casi 5 millones de habitantes. Las brigadas especializadas enfrentarán la heroica tarea de sofocar los incendios y neutralizar las fugas radiactivas, al menos 30 de sus integrantes morirán por exposición radiactiva letal.
DISEÑO DE LA CENTRAL DE CHERNOBIL-4
La central nuclear de Chernobil se encuentra situada en Ucrania, a 160 km al noreste de Kiev. La unidad número 4, puesta en funcionamiento en Diciembre de 1983, incluye un reactor de tipo RBMK-1000, de 3200 MW de potencia térmica y 1000 MW de potencia eléctrica.
El reactor está alimentado con uranio poco enriquecido, moderado por grafito y refrigerado por agua en ebullición. El grafito se dispone en bloques con canales donde van alojados los elementos combustibles, circulando el refrigerante entre vainas y grafito. En este tipo de reactores el vapor generado pasa directamente a la turbina a través de un separador de vapor, tal y como se ve en el esquema básico de la figura.
Las características fundamentales de la planta se incluyen en la Tabla 1. En esta tabla se destaca el valor de los coeficientes de reactividad por temperatura en el combustible y en el moderador y, sobre todo, el elevado valor positivo del coeficiente de huecos. Aunque no se indica en la tabla, se ha de mencionar también la elevada dependencia de esos parámetros con el grado de quemado y las variables termodinámicas, en especial la propia temperatura de los materiales.
La física de los reactores RBMK
En un reactor térmico existen dos efectos dinámicos fundamentales: el efecto Doppler, ligado a la temperatura del combustible y los efectos del moderador. El efecto Doppler produce siempre una realimentación neutrónico-termohidráulica negativa, ya que al aumentar la temperatura del combustible, disminuye su reactividad. Y debido a que aumentos de potencia conllevan aumentos de temperatura, este efecto supone un mecanismo de autoestabilización del reactor de extraordinaria importancia.
El efecto del moderador depende del tipo de moderador usado. En el caso de los RBMK (moderados por grafito), dicho efecto está caracterizado por la temperatura del grafito.
Para que el efecto de realimentación a través del moderador haga que ante un aumento de potencia disminuya la reactividad, los reactores deben estar submoderados. La temperatura del grafito aumenta al aumentar la potencia, análogamente a como ocurre con el combustible, pero la tasa de aumento es menor. Por ello, aunque pudiera darse un coeficiente de reactividad positivo, pasaría desapercibido por el efecto Doppler.
Sin embargo, en los reactores RBMK existe una cantidad no despreciable de agua ligera, que rodea las vainas de combustible, tal y como se ha descrito anteriormente. De este modo, los neutrones térmicos (que nacen como tales en el grafito) han de atravesar la película de agua para entrar en el combustible. El doble papel del hidrógeno, moderador eficaz por un lado, y absorbente de neutrones térmicos por otro, es fundamental en este tipo de reactores.
Por un lado, acaba de moderar los neutrones, y por otro hace las veces de sutil blindaje de neutrones térmicos.
• En un reactor RBMK submoderado domina el primer efecto con lo cual, si nos quedamos sin refrigerante, disminuye la reactividad.
• En un reactor RBMK supermoderado domina el segundo efecto por lo que, si eliminamos agua de refrigeración, estamos quitando un blindaje neutrónico entre el grafito y el combustible, aumentando la reactividad. Este efecto estaría contrapuesto al Doppler, pero llegaría un momento en que el Doppler se saturaría y la importancia dinámica de la supermoderación sería mucho mayor que la contribución negativa que pudiera aportar el efecto Doppler. Esto ocurrió en la madrugada del 26 de abril de 1986. La liberación súbita de energía no pudo ser refrigerada, se alcanzó la ebullición nucleada y el aumento de presión hizo que el resto del líquido saliera expelido, lo que realzó la reactividad, sobreviniendo una explosión de altísima potencia. Fue el accidente de Chernobil un accidente de reactividad
El Accidente de Chernobyl, es el accidente nuclear más grave de la historia. El 26 de abril de 1986, en un aumento súbito de potencia en el reactor 4 de la planta nuclear Lenin, de Chernobyl, se produjo la explosión de hidrógeno acumulado dentro del núcleo por el sobrecalentamiento, durante un experimento en el que se simulaba un corte de suministro eléctrico.
La planta nuclear
La planta nuclear de Chernobyl se encuentra en Ucrania, a 18 km al Noroeste de la ciudad de Chernóbil, a 16 km de la frontera entre Ucrania y Bielorrusia y a 110 km al N de la capital de Ucrania, Kíev. La planta tenía cuatro reactores con capacidad para producir 1.000 MW de potencia cada uno. Durante el periodo de 1977 a 1983 se pusieron en marcha progresivamente los cuatro primeros reactores; el accidente fustró la terminación de otros dos reactores que estaban en construcción.
El núcleo del reactor estaba compuesto por un inmenso tambor de grafito de 1.700 t, dentro del cual, 1.600 tubos metálicos de presión alojaban 190 t de dióxido de uranio en forma de barras cilíndricas. Por estos tubos de presión circulaba agua pura que al calentarse, proporcionaba vapor a la turbina de rueda libre. Entre estos conductos de combustible se encontraban 180 tubos denominados rodillos de control compuestos por acero al boro y que ayudaban a moderar la reacción en cadena dentro del núcleo del reactor.
El accidente
En agosto de 1986, en un informe remitido a la Agencia Internacional de Energía Atómica, se explicaban las causas del accidente en la planta de Chernóbil. Este reveló que el equipo que operaba en la planta el día 26 de abril de 1986, se propuso realizar un experimento con la intención de aumentar la seguridad del reactor. Para ello deberían averiguar durante cuanto tiempo continuaría generando electricidad la turbina de vapor una vez cortada la afluencia de vapor. Las bombas refrigerantes de emergencia, en caso de avería, requerían de un mínimo de potencia para ponerse en marcha y los técnicos de la planta desconocían cual era ese mínimo. Una vez cortada la afluencia de vapor, se desconocía si la turbina podía mantener las bombas funcionando.
Para realizar este experimento, los técnicos no querían detener el reactor para evitar un fenómeno conocido como envenenamiento por xenón. Entre los productos de fisión que se producen dentro del reactor, se encuentra el xenón, un gas muy absorbente de neutrones. Mientras el reactor está en funcionamiento de modo normal, se producen tantos neutrones que la absorción es mínima, pero cuando la potencia es muy baja o el reactor se detiene, la cantidad de xenón 135 aumenta e impide la reacción en cadena por unos días. Cuando el xenón 135 decae es cuando se puede reiniciar el reactor.
Los operadores insertaron las barras de control para disminuir la potencia del reactor y esta decayó hasta los 30 MW. Con un nivel tan bajo, los sistemas automáticos pueden detener el reactor y por esta razón los operadores desconectaron el sistema de regulación de la potencia, el sistema de emergencia refrigerante del núcleo y otros sistemas de protección.
Con 30 MW comienza el envenenamiento por xenón y para evitarlo aumentaron la potencia del reactor subiendo las barras de control, pero con el reactor a punto de apagarse, los operadores retiraron manualmente demasiadas barras de control. De las 170 barras de acero al boro que tenía el núcleo, las reglas de seguridad exigían que hubiera siempre un mínimo de 30 barras bajadas y en esta ocasión dejaron solamente 8 barras bajadas. Con los sistemas de emergencia desconectados, el reactor experimentó una subida de potencia extremadamente rápida que los operadores no detectaron a tiempo. A la 1:23, 4 h después de comenzar el experimento, algunos en la sala de control, comenzaron a darse cuenta de que algo andaba mal.
Cuando quisieron bajar de nuevo las barras de control, estas no respondieron debido a que posiblemente ya estaban deformadas por el calor y las desconectaron para permitirles caer por gravedad. Se oyeron fuertes ruidos y entonces se produjo una explosión causada por la formación de una nube de hidrógeno dentro del núcleo, que hizo volar el techo de 100 t del reactor provocando un incendio en la planta y una gigantesca emisión de productos de fisión a la atmósfera.
Las reacciones inmediatas
Minutos después del accidente, todos los bomberos militares asignados a la central, ya estaban en camino. Las llamas afectaban a varios pisos del reactor 4 y se acercaban peligrosamente al edificio donde se encontraba el reactor 3. El comportamiento heroico de los bomberos durante las tres primeras horas del accidente, evitó que el fuego se extendiera al resto de la planta. Aún así, pidieron ayuda a los bomberos de Kíev debido a la magnitud del la catástrofe. Los operadores de la planta pusieron los otros tres reactores en refrigeración de emergencia. Dos días después, había 18 heridos muy graves y 156 heridos con lesiones medianas producidas por la radiación. Todavía no había una cifra del número de muertos, pero un accidente nuclear aumenta día tras día la lista de víctimas, hasta pasados muchos años después.
El primer acercamiento en helicóptero evidenció la magnitud de lo ocurrido. El núcleo, expuesto a la atmósfera, continuaba ardiendo al rojo vivo. La temperatura alcanzaba los 2.500 ºC y en un efecto chimenea, impulsaba el humo radiactivo a una altura considerable.
Al mismo tiempo, los responsables de la región, comenzaron a preparar la evacuación de la ciudad de Prípiat y de un radio de 10 km alrededor de la planta. Esta primera evacuación comenzó al día siguiente de forma masiva y se concluyó 36 h después. La evacuación de Chernobil y de un radio de 36 km no se llevó a cabo hasta pasados seis días del accidente. Para entonces ya había más de 1.000 afectados por lesiones agudas producidas por la radiación.
Estructura de hormigón denominada Sarcófago, diseñada para contener el material radiactivo del núcleo del reactor y que fue diseñado para una duración de 30 años.
La mañana del sábado, varios helicópteros del ejército, se preparaban para arrojar sobre el núcleo una mezcla de materiales que consistía en arena, arcilla, plomo, dolomita y boro absorbente de neutrones. El boro absorbente de neutrones evitaría que se produjera una reacción en cadena. El plomo estaba destinado a contener la radiación gamma y el resto de materiales mantenían la mezcla unida y homogénea. Cuando el 13 de mayo terminaron las misiones, se habían arrojado al núcleo unas 5.000 t de materiales.
Comenzó entonces la construcción de un túnel por debajo del reactor accidentado para afianzar el terreno y evitar que el núcleo se hundiera debido al peso de los materiales arrojados. En un mes y 4 días se terminó el túnel y se inició el levantamiento de una estructura denominada sarcófago, que envolvería al reactor aislándolo del exterior.
Las evidencias en el exterior
El 27 de abril, diversas estaciones de control en Suecia advirtieron de la elevada presencia de polvo altamente radioactivo en su territorio y fijaron el origen del mismo como proveniente de la zona fronteriza entre Ucrania y Bielorrusia en función de los vientos dominantes en aquellos días. Mediciones similares se fueron sucediendo en Finlandia y Alemania, lo que permitió al resto del mundo conocer en parte el alcance del desastre. Por la noche del lunes 28 de abril, durante la emisión del programa de noticias Uremya, el presentador leyó un escueto comunicado:
“Ha ocurrido un accidente en la planta de energía de Chernobil y uno de los reactores resultó dañado. Están tomándose medidas para eliminar las consecuencias del accidente. Se está asistiendo a las personas afectadas. Se ha designado una comisión del gobierno”.
Los dirigentes de la URSS habían tomado la decisión política de no dar más detalles. Pero ante la evidencia, el 14 de mayo el secretario general Mijaíl Gorbachov decidió leer un extenso y tardío, pero sincero, informe en el que reconocía la magnitud de la terrible tragedia.
Quedó en evidencia la cuestionable forma de actuación de las autoridades soviéticas, que, aún conociendo las posibles consecuencias del accidente, no alarmaron, por motivos políticos, suficientemente a la población, pudiendo haber evitado miles de afectados y muertes. Fue necesario que un laboratorio sueco diera la voz de alarma para que el hecho fuera difundido.
Consecuencias
Mapa que indica las zonas más afectadas por radiactividad tras el accidente nuclear
La explosión provocó la mayor catástrofe en la historia de la explotación civil de la energía nuclear. Presuntamente originado por la realización de un experimento, mueren en el momento del accidente 31 personas, alrededor de 350.000 personas tienen que ser evacuadas de los 155.000 km² afectados, permaneciendo extensas áreas deshabitadas durante muchos años. La radiación se extendió a la mayor parte de Europa, permaneciendo los índices de radiactividad por encima de niveles inocuos durante varios días. Se estima que se liberó unas 500 veces la radiación que la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945.
En enero de 1993, la IAEA revisó el análisis sobre las causas, atribuyendo a un fallo en el diseño del reactor y no a error humano. La IAEA en 1986 había citado como causas el manejo del reactor por los operadores. El error en el diseño se consideró debido a que este tipo de reactores posee reactividad positiva, al contrario que los reactores BWR o PWR. Esta característica hace que un calentamiento anormal del refrigerante produzca un aumento del número de fisiones, y por tanto un mayor calentamiento, produciendo una reacción en cadena. Por su importancia en la seguridad de la planta se consideró un error de diseño.
Ucrania siguió utilizando Chernobil debido a que no tenía dinero para construir otra central hasta que en 2000 la Unión Europea y otras organizaciones dieron dinero para mejorar otras centrales del país y que Chernobil se cerrara definitivamente.
Según los estudios realizados por el Foro de Chernóbil de las Naciones Unidas (2005), donde se encuentran la OMS y el OIEA, en los primeros instantes del accidente de Chernóbil se produjeron 28 muertes debidas al Síndrome de Radiación Aguda entre los "liquidadores". Estos liquidadores fueron unas 600.000 personas (entre militares, personal de la planta, bomberos y policías). Se estima que estas personas recibieron una dosis promedio de alrededor de 100 mSv.
Las estimaciones de los cánceres mortales que podrían producirse, debido a las radiaciones, entre las personas que más dosis recibieron, durante toda la vida de los afectados, fijada en 80 años que es la esperanza de vida para un habitante europeo, sería como máximo de 4000 (sobre los más de 100.000 que se producirían por otras causas).
Para las personas que recibieron dosis más bajas el informe no aporta datos, aparte de la mención de que se observaría un incremento inferior al 1 %.
El estudio además indica que hasta el 2005 no existe una evidencia clara de incremento, entre los habitantes de las areas más contaminadas, del número de muertes debido a cánceres radioinducidos.
Sí indica que entre los afectados por Chernóbil se produjeron 4000 cánceres de tiroides entre 1992 y 2002 en personas que eran niños en el momento del accidente. De esos cánceres, 15 fueron mortales.
También se señala que un 5 % en la mortalidad de los 61.000 trabajadores de emergencias podría deberse a las radiaciones.
Aparece también una indicación de que debe estudiarse la posible formación de cataratas debidas a las radiaciones.
Verdes Europeos -2006-
Este estudio cifra el número de afectados inmediatamente tras el accidente en 237 trabajadores de los cuales fueron tratados clínicamente 134. De estos, 28 murieron en 1986 y 19 más entre 1986 y 2004.
Se indica en el documento que, debido a que la mayor fuente de información disponible para los efectos de las radiaciones en los humanos, proviene de los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki, aun hoy se siguen publicando nuevos datos acerca de dichos efectos. Este trabajo utiliza los últimos estudios científicos publicados al respecto.
Se citan los alrededor de 4000 casos de cáncer de tiroides en niños hasta 2005. Aunque se admite que existen incertidumbres enormes cuando se intenta predecir el número de cánceres que pueden producirse en el futuro, el informe cita resultados que indican una posible incidencia entre 5.000 y 45.000 nuevos cánceres (con un valor esperado de 15.000), otro que prevé entre 8.000 y 10.000 y otro estudio más que calcula un número total posible de cánceres de tiroide entre 18.000 y 66.000 sobre el número de cánceres total que ocurrirían.
El informe indica que el estudio realizado por el OIEA y la OMS no tuvieron en cuenta los posibles cánceres de tiroides provocados en lugares que no fueran Bielorrusia, Ucrania o Rusia. Cita estudios que encontraron un posible aumento de los cánceres de tiroides en la República Checa ó en el norte de Inglaterra. Este estudio recomienda seguir el consejo de algunas publicaciones de continuar realizando investigaciones internacionales.
Acerca de otros cánceres señala un posible aumento de las leucemias radioinducidas en los trabajadores y en los niños. Para resolver esta posibilidad recomienda invertir fondos para continuar con las investigaciones en el futuro. Sobre los tumores sólidos el informe cita un aumento de un 40 % como promedio (entre distintos tipos de tumores). El informe prevé un aumento de 1.000 a 2.000 muertes por cánceres (tumores sólidos) entre el grupo de los trabajadores en Chernóbil.
A solo 2 minutos de haberse iniciado una incontrolada generación de vapor en el núcleo del reactor queda fuera de control, superando en 100 veces los máximos admitidos; estallan por sobrepresion los conductos de alimentacion y la coraza protectora de grafito del núcleo produciendose un pavoroso incendio y la expulsión al exterior de 8 toneladas de combustible radiactivo tras una doble explosión.
Las consecuencias de la catástrofe afectaran a un área con casi 5 millones de habitantes. Las brigadas especializadas enfrentarán la heroica tarea de sofocar los incendios y neutralizar las fugas radiactivas, al menos 30 de sus integrantes morirán por exposición radiactiva letal.
DISEÑO DE LA CENTRAL DE CHERNOBIL-4
La central nuclear de Chernobil se encuentra situada en Ucrania, a 160 km al noreste de Kiev. La unidad número 4, puesta en funcionamiento en Diciembre de 1983, incluye un reactor de tipo RBMK-1000, de 3200 MW de potencia térmica y 1000 MW de potencia eléctrica.
El reactor está alimentado con uranio poco enriquecido, moderado por grafito y refrigerado por agua en ebullición. El grafito se dispone en bloques con canales donde van alojados los elementos combustibles, circulando el refrigerante entre vainas y grafito. En este tipo de reactores el vapor generado pasa directamente a la turbina a través de un separador de vapor, tal y como se ve en el esquema básico de la figura.
Las características fundamentales de la planta se incluyen en la Tabla 1. En esta tabla se destaca el valor de los coeficientes de reactividad por temperatura en el combustible y en el moderador y, sobre todo, el elevado valor positivo del coeficiente de huecos. Aunque no se indica en la tabla, se ha de mencionar también la elevada dependencia de esos parámetros con el grado de quemado y las variables termodinámicas, en especial la propia temperatura de los materiales.
La física de los reactores RBMK
En un reactor térmico existen dos efectos dinámicos fundamentales: el efecto Doppler, ligado a la temperatura del combustible y los efectos del moderador. El efecto Doppler produce siempre una realimentación neutrónico-termohidráulica negativa, ya que al aumentar la temperatura del combustible, disminuye su reactividad. Y debido a que aumentos de potencia conllevan aumentos de temperatura, este efecto supone un mecanismo de autoestabilización del reactor de extraordinaria importancia.
El efecto del moderador depende del tipo de moderador usado. En el caso de los RBMK (moderados por grafito), dicho efecto está caracterizado por la temperatura del grafito.
Para que el efecto de realimentación a través del moderador haga que ante un aumento de potencia disminuya la reactividad, los reactores deben estar submoderados. La temperatura del grafito aumenta al aumentar la potencia, análogamente a como ocurre con el combustible, pero la tasa de aumento es menor. Por ello, aunque pudiera darse un coeficiente de reactividad positivo, pasaría desapercibido por el efecto Doppler.
Sin embargo, en los reactores RBMK existe una cantidad no despreciable de agua ligera, que rodea las vainas de combustible, tal y como se ha descrito anteriormente. De este modo, los neutrones térmicos (que nacen como tales en el grafito) han de atravesar la película de agua para entrar en el combustible. El doble papel del hidrógeno, moderador eficaz por un lado, y absorbente de neutrones térmicos por otro, es fundamental en este tipo de reactores.
Por un lado, acaba de moderar los neutrones, y por otro hace las veces de sutil blindaje de neutrones térmicos.
• En un reactor RBMK submoderado domina el primer efecto con lo cual, si nos quedamos sin refrigerante, disminuye la reactividad.
• En un reactor RBMK supermoderado domina el segundo efecto por lo que, si eliminamos agua de refrigeración, estamos quitando un blindaje neutrónico entre el grafito y el combustible, aumentando la reactividad. Este efecto estaría contrapuesto al Doppler, pero llegaría un momento en que el Doppler se saturaría y la importancia dinámica de la supermoderación sería mucho mayor que la contribución negativa que pudiera aportar el efecto Doppler. Esto ocurrió en la madrugada del 26 de abril de 1986. La liberación súbita de energía no pudo ser refrigerada, se alcanzó la ebullición nucleada y el aumento de presión hizo que el resto del líquido saliera expelido, lo que realzó la reactividad, sobreviniendo una explosión de altísima potencia. Fue el accidente de Chernobil un accidente de reactividad