Energía y medio ambiente

¿Cómo se envían los desechos nucleares?

¿Cómo se envían los desechos nucleares?

Material radioactivo

Los materiales radiactivos son algunos de los compuestos más volátiles de la faz del planeta. Sin embargo, con la tecnología adecuada, ni siquiera un tren puede atravesar los impresionantes escudos que los protegen de cualquier peligro en la carretera, la vía o el mar. A través de décadas de ingeniería refinada, los científicos desarrollaron mecánicamente robustos matraces de transporte nuclear. Estos frascos son capaces de resistir los peligros más potenciales y devastadores impuestos mientras se transportan por todo el mundo. Aunque muchas personas cuestionan los sistemas de seguridad y las medidas implementadas para proteger los desechos nucleares del medio ambiente y todo lo demás de los peligros potenciales de la radiación.

Construir un matraz para transportar el material más peligroso del mundo no es tarea fácil. El matraz debe ser lo suficientemente pesado para proporcionar un blindaje adecuado para evitar que la radiación * penetre en las paredes del recipiente. Aunque el contenedor debe ser lo suficientemente resistente para soportar los accidentes más graves. Sin embargo, no todos los tipos de materiales radiactivos emiten las mismas formas de radiación. Los ingenieros deben acomodar y fabricar diferentes matraces de transporte radiactivo para contener varios tipos de material radiactivo. El material radiactivo se extiende mucho más allá del combustible nuclear gastado. Viene en muchos estados que van desde gases hasta líquidos y sólidos.

Desperdicios nucleares

Los desechos nucleares son típicamente el material que queda después de que se agota el combustible nuclear. Aunque, dado que el combustible nuclear es tan rico en energía, no produce muchos desechos nucleares. Por ejemplo, si toda la población estadounidense dependiera únicamente de la energía nuclear, cada persona generaría 39,5 gramos de residuos nucleares. En equivalencia, si la energía se obtuviera quemando madera, cada individuo terminaría con 10,000 kilogramos.

Las diferentes formas de radiación requieren diferentes tipos de protección.

Los materiales radiactivos se clasifican en función del elemento responsable de emitir la radiación. Generalmente, cuanto más pesado es el elemento, mayor es la energía radiactiva. También hay dos formas de radiación, ionizantey no ionizante. La radiación no ionizante le da al átomo más energía pero no hace que cambie físicamente. Las formas más comunes de radiación no ionizante son la luz visible, infrarrojos, microondas, etc. Aunque son radiactivos, por lo general no representan mucho peligro. La radiación ionizante, por otro lado, provoca cambios físicos en las moléculas, lo que las obliga a perder electrones o romperse por completo. Romper un átomo da como resultado que se libere una cantidad absurda de radiación. Si bien la radiación se puede controlar y utilizar para cosas magníficas, debe estar contenida en el mundo mas fuerte contenedores.

Crear un matraz digno de proteger a los empleados nucleares, al público en general y al medio ambiente de décadas de contaminación requiere que se fabrique con el más alto nivel de precisión y calidad estricta para prevenir un desastre.

* La radiación es energía que sale de un átomo. Viaja como una onda electromagnética (como un rayo de sol) o como una partícula subatómica que viaja increíblemente rápido. Cuando la radiación golpea otro átomo, cede toda su energía al átomo y puede hacer que se caliente. Es lo que nos permite ver y mantenernos calientes y, a veces, alimenta todos nuestros dispositivos electrónicos.

Tipos de matraces

No todas las sustancias radiactivas emiten los mismos niveles de radiación y, por lo tanto, requieren distintos grados de protección construidos con diferentes materiales. Los matraces varían para propósitos tales como los pequeños contenedores herméticos que están diseñados para ser usados ​​para transportar gases radiactivos e isótopos médicos. El envío de combustible nuclear gastado requiere la mayor protección. Los frascos de transporte nuclear pueden estar más que terminados50 toneladas!

Contenedor de desechos nucleares [Fuente de la imagen:Wikimedia Commons]

El nivel de protección depende de dos variables principales: la cantidad de material que se transporta y el tipo de radiación que se emite.

Las pequeñas partículas radiactivas emiten radiación de menor energía, generalmente emisores de partículas beta. Los emisores de partículas beta se contienen fácilmente con un mínimo de protección contra la radiación. Dado que las partículas son tan pequeñas, el mayor problema surge del potencial de tener una fractura o imperfección. Una fractura podría permitir que las pequeñas partículas se escapen del contenedor y salgan al mundo. Sin embargo, no se requiere que los contenedores sean tan resistentes como otras formas de radiación ionizante.

Los átomos más pesados ​​emiten mayor energía comoradiación gamma.Los rayos gamma requieren un blindaje significativamente mayor, ya que son los rayos de mayor energía de toda la radiación. Los átomos grandes, como el uranio, generan la mayor cantidad de radiación gamma. Dentro del centro del átomo están los protones y neutrones. Los neutrones son excelentes absorbentes de radiación gamma, lo que los convierte en excelentes escudos contra los rayos gamma. Cuantos más neutrones, mejor es el contenedor, por lo que se utilizan elementos extremadamente pesados ​​para contener la radiación de alta energía. Acero, plomo, hormigón y, a veces, incluso uranio empobrecido se utilizan para fabricar los contenedores, los más grandes de los cuales tienen un peso seco superior a 50 toneladas.

Construyendo un escudo impenetrable

Las paredes del contenedor pueden estar sobre 35 centímetros de grosor para garantizar que no se escape ninguna radiación gamma. Se forma un matraz sin costura para contener radiación gamma forjando el cuerpo de una unidad sólida de acero. Irónicamente, la radiación gamma se usa para inspeccionar cada centímetro del matraz antes de que entre en servicio. El personal del gobierno tiene códigos y prácticas de seguridad extremadamente estrictos que se hacen cumplir estrictamente.

Algunos materiales radiactivos deben estar rodeados por una capa gruesa de plomo. El plomo es uno de los metales más blandos, aunque uno de los mejores para absorber radiación. Los protectores de plomo evitan que la radiación entre en contacto con el matraz exterior. Si bien la radiación gamma es fácil de contener, puede ionizar otras partículas y obligarlas a liberar formas de radiación más peligrosas. Sin embargo, para garantizar que los frascos sean adecuados, el personal gubernamental sigue los procedimientos de seguridad más estrictos para evitar que ocurra un accidente.

Cómo se preparan y transportan los materiales radiactivos

El gran peso de los frascos nucleares evita que la mayoría de los desechos nucleares sean transportados por aire. La mayoría de los materiales radiactivos utilizan las mismas rutas de transporte que recorre el público en general, específicamente en tren.

Una vez que se gasta el combustible nuclear, todavía contiene 96% de uranio, 1% de plutonio y 3% de productos de fisión (de la reacción nuclear), así como algunos transuránicos (lo que queda una vez que el uranio se desintegra). Durante el funcionamiento, un reactor nuclear funciona aproximadamente300 grados. Aunque, dentro del núcleo del reactor, las temperaturas pueden exceder1000 grados. Una vez gastado, el combustible todavía está extremadamente caliente. Debe enfriarse en un bahía de almacenamiento de combustible gastado durante meses antes de que pueda enviarse de forma segura en un matraz de transporte. Las bahías de combustible gastado son típicamente piscinas de enfriamiento masivas que albergan el material radiactivo hasta que alcanza un nivel sostenible.

Una vez enfriado, el combustible se coloca en una barrica adecuada. Algunos toneles pueden contener combustible gastado hasta120 años! Sin embargo, ocasionalmente se requiere transportar el combustible a largas distancias. Aunque puede haber pasado meses enfriándose, el combustible todavía está inmensamente caliente.

La mayoría de los matraces de envío están llenos de agua para absorber parte de la energía térmica. Aunque, en la región confinada, el agua sola a menudo no es suficiente. Las aletas de enfriamiento se integran típicamente en el exterior del contenedor de envío para dispersar el calor en la atmósfera. El matraz se mueve continuamente una vez colocado en un vehículo para proporcionar un flujo continuo de aire. El transporte continuo también limita la cantidad de tiempo que el matraz está expuesto en un recipiente más vulnerable, aunque los matraces son prácticamente impenetrables.

¿Qué tan peligroso es el envío?

El envío de radiactivos es una operación precisa e impecablemente segura que se ejecuta a diario en todo el mundo sin incidentes. Según la Asociación Nuclear Mundial, alrededor de 20 millones de envíos de todos los tamaños que contienen materiales radiactivos se transportan anualmente en todo el mundo en carreteras públicas, ferrocarriles y barcos. A lo largo de los años, se ha enviado material radiactivo millones de kilómetros alrededor del mundo. Aunque ha habido accidentes menores a lo largo de las décadas, nunca ha habido un contenedor con equipo altamente radiactivo que se haya escapado al medio ambiente.

Garantizar la seguridad mediante pruebas rigurosas

Si bien los especialistas en ingeniería nuclear son competentes en su trabajo, no se deja nada al azar. Los protocolos nucleares internacionales requieren que todas las agencias realicen pruebas exhaustivas en cualquier contenedor de envío antes de implementarlo en el mundo real.

Una de esas pruebas llevada a cabo en 1984 por British Nuclear Fuels investigó la fuerza de sus contenedores nucleares en la "Operación Smash Hit". Los eventos más improbables se pusieron a prueba en el nivel más extremo en las peores condiciones para ver qué tan bien pueden funcionar los matraces y contener desechos nucleares.

El matraz que se sometió a la mayor parte de las pruebas falló durante una de las pruebas de caída de 8 metros. Se liberó una pequeña cantidad de agua cuando el contenedor se estrelló contra el suelo con una fuerza increíble. Si bien el aerosol no contendría casi ninguna radiación y no representaría una amenaza para el medio ambiente, Sellafield Ltd (formalmente conocida como British Nuclear Fuels) rediseñó el matraz para resistir la fuerza por completo antes de que se usara con combustible gastado real. Los siguientes experimentos demostraron con éxito la competencia del contenedor cuando fue golpeado por las situaciones más extremas.

Siempre existe un riesgo inherente al trabajar con material radiactivo. Sin embargo, las estrictas políticas que rigen cualquier aspecto relacionado con el material radiactivo, así como las prácticas de ingeniería precisas, reducen significativamente las posibilidades de que ocurra un accidente. Las políticas nucleares se revisan y reforman constantemente para garantizar la seguridad del público.

Escrito por Maverick Baker

Ver el vídeo: La pesadilla de los residuos nucleares 16 (Octubre 2020).