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Centrales Nucleares: ¿cómo se gestionan los residuos? [3/3]

Sin embargo, y como comentábamos en anteriores posts de esta serie, en el pasado año 2009 se propuso la construcción del Almacén Temporal Centralizado español, cuya construcción se espera que haya finalizado para el año 2014. Estará destinado específicamente para ser el destino de los residuos de alta actividad generados por el parque nuclear de nuestro país.

En la actualidad, disponemos de dos Almacenes Temporales Individualizados (ATI) operativos, situados en las centrales de Trillo y José Cabrera desde 2002 y 2008. Además, durante este año 2012 se prevé la activación de un tercero en la central de Ascó.

Cuando obtenemos el combustible irradiado tras el proceso de fisión nuclear, éste se deposita en piscinas de desactivación de manera temporal (o, en su defecto, en los almacenes temporales anteriormente citados, lo que sería un almacenamiento en seco conteniendo una atmósfera de gas inerte en contenedores de hormigón). Si se pone en práctica el ciclo cerrado (considerar el combustible irradiado como reaprovechable), se envían los elementos combustibles desde la piscina hasta las instalaciones de reprocesado pertinentes, en las que se realiza la separación del material útil para su reutilización, y el llamado residuo radiactivo. 

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Centrales nucleares: ¿cómo se gestionan los residuos? [2/3]

Los residuos radiactivos que se generan en las centrales nucleares, pueden ser de tipo sólido, líquido o gaseoso, y proceden principalmente del circuito primario de refrigeración, en el que se vierten fugas de los productos de fisión. En función del tipo que sean, se actúa de una u otra manera:

· Residuos sólidos: se tratan, se acondicionan, y se encapsulan en bidones para su posterior almacenamiento y gestión, de acorde con la normativa nacional aplicada.

· Residuos líquidos: se tratan por evaporación y cambio de ión, y a esto le sigue un proceso de solidificación.

· Residuos gaseosos: se almacenan en tanques de desactivación (en reactores de agua a presión (PWR)), o se retrasa su vertido (en reactores de agua en ebullición (BWR)).

Con respecto a los residuos líquidos y gaseosos, cabe anotar que aunque son muy óptimos, no pueden garantizar una descontaminación absoluta. No en todos los casos es posible separar algunos nucleidos radiactivos contaminantes (por ejemplo, el tritio, o gases nobles como el Kriptón-85. En este último caso, su condición de gas inerte imposibilita su eliminación, a no ser que se haga por desactivación con almacenamiento temporal)

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Centrales Nucleares: ¿Cómo se gestionan los residuos? [1/3]

El combustible gastado de las centrales nucleares requiere de un almacenamiento temporal, por dos motivos fundamentales: la alta radiactividad de los productos de la fisión nuclear, y las cantidades de calor que generan. Por ello, existen instalaciones de almacenamiento temporal en las que se dispone de sistemas de refrigeración de los residuos, y del aislamiento adecuado para poder proporcionar la protección radiológica (protección contra las dosis de radiación ionizante) pertinente.

Con respecto a la gestión de residuos en España, prima la idea reflejada en el Principio 7 de los Principios fundamentales de seguridad del Organismo Internacional de Energía Atómica, que expresa lo siguiente: 

Deben protegerse contra los riesgos asociados a las radiaciones las personas y el medio ambiente del presente y del futuro.

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Centrales nucleares: Enriquecimiento de uranio y fabricación del combustible nuclear

En la anterior entrega de la serie, decíamos que el uranio natural se compone de tres isótopos en diferentes porcentajes, siendo el más abundante el 238. Pero cuando se trata de aprovechar la energía de fisión nuclear, el isótopo que nos interesa es el de uranio-235, ya que en su fragmentación es más probable la aparición de núcleos más propicios para la manutención de la reacción en cadena. 

Nos enfrentamos pues, a un concentrado de uranio en el cual el isótopo más abundante es poco deseable para nuestros propósitos. El enriquecimiento del uranio consiste en hacer una separación parcial del isótopo del uranio que deseamos, el uranio-235, hasta obtener un porcentaje adecuado a nuestras necesidades. Para reactores nucleares comerciales, este porcentaje puede variar desde el del uranio natural (0,72%) hasta el 3,5%.

Cuando el U3O8 llega a la planta de enriquecimiento, lo hace en forma sólida (el yellow cake del que hablábamos en el artículo anterior), pero para poder llevar a cabo la separación isotópica es necesario que el uranio esté en forma gaseosa. Y para esto será imprescindible la ayuda del flúor.

¿Por qué flúor? Porque tiene un solo isótopo natural, el flúor-19, por lo que al combinarse con los isótopos del uranio y dar lugar al hexafluoruro de uranio (UF6) tendremos moléculas con solamente tres pesos posibles y podremos distinguir fácilmente a qué isótopo del uranio corresponden.

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Centrales nucleares: Minería y preparación del uranio

El uranio, elemento con número atómico 92 y que podemos encontrar en la naturaleza combinado con otros elementos, es materia prima para el combustible de la gran mayoría de las centrales nucleares en operación en el mundo. El uranio se compone de tres isótopos naturales: uranio-238, uranio-235 y uranio-234; cada uno con una abundancia específica, siendo el 238 el más abundante en un 99,27%. En cada yacimiento que encontremos tendremos la misma composición isotópica.

A pesar de la imagen popular de una barra de uranio fluorescente, no todos los minerales lo son, solo algunos del grupo oxidado (los carbonatos, principalmente) presentan fluorescencia. Los minerales de uranio más comunes son de colores marrones o negros.

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