Energía nuclear
Más confusión con la fusión

Artículo publicado originalmente en Beyond Nuclear International.

La fusión nuclear ha sido durante décadas una ambición de la industria nuclear y de los gobiernos que apoyan la energía nuclear. Desde el final de la Segunda Guerra Mundial, los gobiernos de todo el mundo, respaldados por elementos de sus comunidades científicas, siempre han alabado la energía de fusión como el “siguiente paso” por encima de la fisión que está casi al alcance de la mano, aunque hasta ahora se han gastado muchos miles de millones durante las últimas siete décadas en lo que a menudo ha sido calificado por sus críticos como una “quimera energética”.

La organización británica de autoridades locales libres de armas nucleares (NFLA por sus siglas en inglés) rara vez ha hecho comentarios sobre la fusión nuclear, dado que estos proyectos energéticos aún no se han realizado comercialmente. Todos han fracasado en torno a los complejos retos que plantea el desarrollo de dicha tecnología, muchos de los cuales, en la tercera década del siglo XXI, siguen sin resolverse.

En resumen, hasta la fecha, ninguno de los reactores experimentales en funcionamiento ha producido más energía de la que se ha introducido en ellos. 

En resumen, hasta la fecha, ninguno de los reactores experimentales en funcionamiento ha producido más energía de la que se ha introducido en ellos.

Sin embargo, dada la intención declarada por el actual Gobierno del Reino Unido de invertir más dinero en el desarrollo de reactores de fusión con la aspiración de desarrollar un diseño comercialmente viable en dos décadas, sería negligente por parte de NFLA no comentar esta consulta.

El funcionamiento de un reactor de fusión presenta muchos retos y riesgos

En respuesta a las preocupaciones expresadas por las autoridades miembros, la propia NFLA encargó un informe especial sobre este tema (Edición 62, publicada en septiembre de 2020).

El Comité de Gestión de Residuos Radiactivos (CoRWM) también ha publicado recientemente un documento de posición preliminar (6 de diciembre).

Muchos de los comentarios que siguen están tomados del documento de la NFLA, especialmente de las páginas 4-6, pero también se hace referencia a secciones específicas del informe del CoRWM.

Como la Tierra carece de la intensa presión generada por la gravedad del Sol, y por tanto no puede reproducir las condiciones favorables a la fusión que allí se dan, sería necesario sobrecalentar el interior del reactor a 100 millones de grados centígrados, o sea seis veces la temperatura del Sol, para generar la reacción. Tal temperatura y la reacción subsiguiente tendrían que estar contenidas de forma segura con la vasija del reactor.

Además, un reactor de fusión tiene unos costes de funcionamiento elevados, ya que el propio sistema “engulle” gran parte de la energía que genera para hacer funcionar su refrigerante, su contención, su bombeo y otros sistemas de ingeniería. Cualquier fallo de estos sistemas en cualquier momento comprometería el funcionamiento seguro del reactor.

La reacción generada mediante el empleo de isótopos de deuterio y tritio ricos en neutrones produciría subproductos nocivos como:

-Daños progresivos por radiación en las estructuras que afectan a su integridad a largo plazo. La radiación neutrónica producida desordena los átomos de la estructura circundante, creando hinchazón, fragilidad y fatiga, y una exposición prolongada pondría en peligro la propia integridad de la vasija del reactor. El CoRWM dijo: “Es probable que los componentes primarios del sistema del reactor de fusión deban ser eliminados, incluyendo la pared frontal activada, la manta, el desviador y los materiales de la vasija de vacío”.

-La generación de residuos radiactivos. La fusión generará enormes masas de material altamente radiactivo que deberá ser eliminado de forma segura. Muchos componentes no estructurales del interior de la vasija de reacción (y, en los reactores de fisión refrigerados por metal líquido, la manta de litio) se volverán altamente radiactivos por la activación neutrónica. Además, el litio fundido representa un riesgo de incendio y explosión. Aunque el nivel de radiactividad por kilogramo de residuos sería mucho menor que el de los residuos de los reactores de fisión, el volumen y la masa de los residuos serían mucho mayores. El CoRWM también cuestionó la presunción del documento de consulta de que la fusión no genera residuos nucleares significativos: “Se defiende que la tecnología de fusión nuclear no se ve comprometida por la carga de generar residuos nucleares de larga duración. Es evidente que esta afirmación se ve cuestionada por la generación prevista de algunos volúmenes significativos de residuos nucleares de larga duración y de probables residuos nucleares de baja intensidad”.

Aunque el nivel de radiactividad por kilogramo de residuos sería mucho menor que el de los residuos de los reactores de fisión, el volumen y la masa de los residuos serían mucho mayores.

-La amenaza siempre presente de la liberación de tritio radiactivo. El tritio se dispersará en las superficies de la vasija de reacción, los inyectores de partículas, los conductos de bombeo y otros apéndices. La corrosión en el sistema de intercambio de calor, o una brecha en los conductos de vacío del reactor podría provocar la liberación de tritio radiactivo a la atmósfera o a los recursos hídricos locales. El tritio se intercambia con el hidrógeno para producir agua tritiada, que es biológicamente peligrosa. La liberación de incluso pequeñas cantidades de tritio radiactivo en las aguas subterráneas comprometería significativamente la salud pública.

La posible producción de plutonio 239 apto para la fabricación de armas, lo que aumentaría la amenaza de proliferación de armas nucleares. La producción abierta o clandestina de plutonio 239 es posible en un reactor de fusión simplemente colocando óxido de uranio natural o empobrecido en cualquier lugar donde vuelen neutrones de cualquier energía. Los reactores de fusión también tendrán un inventario de muchos kilogramos de tritio, proporcionando oportunidades potenciales de desvío para su uso en armas nucleares. Al igual que en el caso de los reactores de fisión, se necesitarían salvaguardias del OIEA para evitar la producción de plutonio o el desvío de tritio.

Además, como los trabajadores de la planta estarían expuestos a dosis significativas de radiación, la planta requeriría un fuerte blindaje biológico incluso cuando no estuviera en funcionamiento. 

En nuestra respuesta específica a las preguntas 5 y 7 de la consulta, la NFLA está gravemente preocupada porque el gobierno parece estar decidido a “diluir” el régimen regulador aplicable a la fusión y exige que las centrales de fusión se consideren instalaciones nucleares bajo los términos de la Ley de Instalaciones Nucleares de 1965, y por tanto sujetas al mismo régimen de licencias y regulación supervisado por la Oficina de Regulación Nuclear que se aplica a los reactores de fisión.

El documento admite que “con las incertidumbres que conllevan las centrales de fusión, es posible que el enfoque regulador basado en la Ley de Instalaciones Nucleares de 1965 sea más apropiado como base reguladora de las centrales de fusión si las opciones de diseño de la fusión en el futuro implican un grado considerablemente mayor de peligro radiológico” (p46). 

No hay ninguna razón lógica para excluir la fusión por motivos de seguridad, por lo que la NFLA sólo puede concluir que el motivo del gobierno es reducir las cargas administrativas y de costes impuestas a los operadores comerciales que entran en el mercado.

La NFLA sólo puede concluir que el motivo del gobierno es reducir las cargas administrativas y de costes impuestas a los operadores comerciales que entran en el mercado.

La NFLA cree que la consideración de la seguridad de los operadores de las centrales y del público debe estar muy por encima de los beneficios de los operadores de las centrales.

Además, el documento hace varias propuestas que preocupan a la NFLA:

-Un régimen regulatorio menor tiene el potencial de comprometer la seguridad, así como la seguridad, en las plantas de fusión. Ya hemos destacado los riesgos de proliferación y creemos que las instalaciones deberían estar sujetas a mayores niveles de seguridad y a las salvaguardias del OIEA.

-La exención de licencias y el tope de responsabilidad propuesto parecen sólo dar “carta blanca” y reducir los costes de los operadores, y van en contra de la política habitual de hacer pagar al que contamina.

-Las empresas implicadas en el transporte nuclear no tendrán ninguna responsabilidad, ya que el gobierno afirma que esto será un “desincentivo para el suministro”.

No está claro cómo se repartirán la responsabilidad y los costes de desmantelamiento a largo plazo entre los operadores de las centrales y el Gobierno británico. El CoRWM también comparte estas preocupaciones: Cabe señalar que la reciente convocatoria de manifestaciones de interés para la ubicación de la central STEP no menciona la gestión de los residuos radiactivos resultantes. El futuro diálogo con las comunidades locales debe ser lo más abierto y transparente posible en este sentido“.

El Gobierno parece decidido a permitir que los operadores depositen los residuos en vertederos poco profundos. Aunque ésta puede ser una opción atractiva y menos costosa para los operadores comerciales, la NFLA sigue sin estar convencida de que éste sea un método de eliminación seguro a largo plazo. Este punto de vista fue apoyado de nuevo por el CoRWM en su reciente informe:

”Desde el punto de vista radiológico, es razonable considerar que, conceptualmente, los residuos de un programa de energía de fusión nuclear deberían ser compatibles con la eliminación geológica; sin embargo, pueden resultar difíciles de eliminar en una instalación cercana a la superficie, dada la larga vida media y la movilidad potencial del 14C y el 94Nb.

[...]

algunos productos de activación clave de interés, como el 14C y el 94Nb, que son de larga duración, deberían estar limitados en las instalaciones de eliminación cerca de la superficie, dada la dependencia de las barreras de ingeniería para asegurar la contención. El 14C plantea un desafío particular dada su potencial movilidad en la subsuperficie cercana".

Mis colegas de la NFLA y yo esperamos leer el resultado de la consulta con la esperanza de que nuestras sugerencias sean aceptadas.

Traducción de Raúl Sánchez Saura.