radioisótopos y ambiente

Medio Ambiente en Andaluca /Informe 1998

El incidente radioactivo de Acerinox supuso ademsde una alarma, el despertar del inters sobre el temade la radiactividad, entre la poblacin andaluza.

Respondiendo a este inters, se publica esta monografa,en la que necesariamente se dedica gran parte de su con-tenido a la explicacin de nociones bsicas sobre el tema.Adems, se incluye la descripcin y anlisis del incidenteproducido.

Conceptos bsicosLa radiactividad se define como la propiedad que presen-tan los ncleos de algunas especies atmicas de desinte-grarse espontneamente con emisin de partculas y radia-cin electromagntica (radiaciones ionizantes).

La suma total de neutrones y protones en un tomo sellama Nmero Msico y el nmero de protones se llamaNmero Atmico. El nmero atmico coincide normal-mente con el nmero de electrones del tomo, lo que ha-ce que ste sea elctricamente neutro.

La naturaleza qumica de un elemento, est caracteri-zada por su nmero atmico, es decir, el nmero de pro-tones existentes en el ncleo. Esto se debe a que las pro-piedades qumicas dependen de los electrones orbitales entorno del ncleo, y el nmero de stos es necesariamenteigual al de protones ya que el tomo es elctricamenteneutro. En consecuencia, tomos con el mismo nmero de

protones (nmero atmico), pero diferente nmero deneutrones (nmero msico diferente) son qumicamenteiguales, pero sus caractersticas nucleares son diferentes.

A estas especies atmicas con el mismo nmero at-mico y diferente nmero msico se les denomina istopos.

La descompensacin entre el nmero de neutrones yprotones y las fuerzas de atraccin y repulsin de las part-culas que forman el ncleo atmico hace que, en algunosistopos de ciertos elementos, exista una inestabilidad quese traduce en un exceso de energa acumulada en el ncleo.

Estos nucleidos inestables reciben el nombre de radio-nucleidos debido a que eliminan su exceso de energa emi-tiendo radiaciones mediante un proceso que se denominaradiactividad.

Velocidad de desintegracin

Los nucleidos radiactivos se desintegran espontneamentecon una velocidad determinada y constante, que dependede la naturaleza del nucleido. El ncleo inestable emite unaradiacin caracterstica, transformndose de este modo enun ncleo diferente, que tambin puede ser radiactivo.

A medida que se va produciendo la desintegracin, lostomos de un determinado radioistopo de una masa desustancia radiactiva irn disminuyendo. Al periodo detiempo que transcurre hasta que su nmero original se ha-ya reducido a la mitad, se le llama periodo de semidesinte-gracin.

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En las proximidadesde las instalacionesde ENRESA en elCabril, se sita lapresa del roBembzar

Aspectos ambientales del uso deelementos radiactivos

EN

RE

SA

Aspectos ambientales del uso de elementos radiactivos

Los periodos de semidesintegracin para las distintassustancias radiactivas varan desde la millonsima de se-gundo hasta millones de aos. Algunos ejemplos se pue-den ver en el cuadro siguiente:

Tipos de radiaciones

Las radiaciones se dividen, segn sea el grado de inesta-bilidad del nucleido, en tres tipos diferentes: RadiacinAlfa (),Radiacin Beta () y Radiacin Gamma ( ).

Radiacin Alfa ()

Este tipo de radiaciones se producen al desprenderse delncleo dos protones y dos neutrones. Es una emisin departculas cargadas positivamente, que son idnticas a losncleos de helio.

Dado que las partculas tienen mucha masa, su capaci-dad de penetracin en la materia es muy baja ya que so-lamente son capaces de atravesar unos centmetros de ai-re y se absorben por la piel o por una hoja de papel.Asimismo, por estar cargadas positivamente, en su interac-cin con otros tomos se desprenden gran nmero deelectrones orbitales y por lo tanto, la prdida de energapor unidad de longitud recorrida es grande.

Radiacin Beta ()

Se produce cuando el radionucleido emite un electrn trasconvertirse un neutrn en protn.

Por lo tanto en una desintegracin el ncleo resul-tante tiene un neutrn menos y un protn ms que suprogenitor, quedando pues inalterado su nmero msico.

La densidad de ionizacin producida por la radiacin es menor que la producida por la radiacin , dado quela primera posee una menor masa y mayor velocidad en surecorrido. Por el contrario su penetracin es mayor ya queson capaces de atravesar un metro de aire absorbindoseen unos dos centmetros de agua o de tejidos biolgicos.

Radiacin Gamma ()

Es una radiacin de naturaleza electromagntica, es decir,de idntica naturaleza que la luz visible, ultravioleta o losrayos X, y por lo tanto no posee carga.

Estas radiaciones se producen cuando un tomo en es-tado excitado se libera de energa para pasar a su estado

fundamental, mediante la emisin de fotones que constitu-yen las radiaciones.

Las radiaciones , a diferencia de las y , producen io-nizacin indirecta, liberando electrones de los tomos conlos que interaccionan, ionizndolos. El poder de penetra-cin de estas radiaciones es grande, ya que nicamente sondesviadas o neutralizadas por impacto con los electronesorbitales. Tiene un poder penetrante de unos doscientosmetros en el aire y cuarenta centmetros en el suelo.

La radiacin natural

El hombre ha estado siempre expuesto a fuentes naturalesde radiaciones ionizantes, rayos csmicos, minerales y ma-teriales radiactivos que se hallan en la corteza terrestre, enel aire, e incluso en alimentos. A estas radiaciones se lesdenomina radiacin de fondo o radiacin natural.

El Comit Cientfico de las Naciones Unidas para el es-tudio de los Efectos de las Radiaciones Atmicas (UNSCE-AR) estudia de forma regular las dosis debidas a las fuen-tes naturales, estimando un valor medio mundial para unhabitante adulto de 2,4 mSv (*). El origen de estas dosis semuestra en la figura adjunta.

La dosis debida a fuentes naturales es variable y de-pende de diversos factores como:

La altura sobre el nivel del mar, ya que la radiacines retenida en parte por la atmsfera. Las personasque viven en grandes alturas reciben dosis ms ele-vadas de radiacin externa y en algunos casos pue-de ser de hasta un 50% superior a la media.

Contenido de material radiactivo en el suelo. Existenzonas, por ejemplo granticas, cuyo contenido en mi-nerales radiactivos es ms elevado que en otras re-as (con dominancia de rocas sedimentarias, porejemplo) lo que conduce a que sus habitantes reci-ban dosis ms elevadas.

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Existentes en la NaturalezaEspecie Actividad Periodo Torio-232 Alfa 1,29x1029 aos

Uranio-238 Alfa 4,51x108 aosUranio-235 Alfa 7,13x105 aos

ArtificialesEspecie Actividad PeriodoTorio-233 Beta 23,5 minutos

Protactinio-233 Beta 27,4 dasUranio-233 Alfa 1,62x106 aosUranio-239 Beta 23,5 minutos

Neptunio-239 Beta 2,33 dasPlutonio-239 Alfa 2,44x104 aos

Dosis media anual por fuentes naturales

Fuente: UNSCEAR 1997

(*) La unidad de medida de la dosis efectiva que se emplea para representar el efecto de las radiaciones sobre el ser humano se denomina Sievert ytiene en cuenta tanto el tipo de radiacin de que se trata como los rganos del cuerpo afectado. Tambin se utiliza el Rem (1Rem = 10 mSv).


La evolucin tecnolgica tambin ha contribuido amodificar la exposicin del hombre a las radiaciones.Por ejemplo, en la combustin del carbn se liberana la atmsfera trazas de material radiactivo natural;tambin, el uso de fertilizantes fosfatados aumenta ladosis de radiacin debido a los radionucleidos natu-rales que contienen.

En Espaa recientemente ha sido realizado por elConsejo de Seguridad Nuclear (CSN) y la EmpresaNacional del Uranio (ENUSA) el Mapa Radiomtrico de laPennsula a escala 1:1.000.000 dentro del proyecto deno-minado Proyecto MARNA. El resultado de los valoresmedios de tasas de exposicin gamma natural correspon-dientes a cada una de las provincias de la Espaa penin-sular, se muestra en el grfico adjunto, en el que se puedeapreciar que los valores ms altos corresponden a las pro-vincias de Madrid, Cceres, Lugo, Orense y Pontevedra,mientras que los ms bajos corresponden a las provinciasde Murcia, Castelln, Valencia, Alicante y Albacete.

Los valores altos estn ligados generalmente a forma-ciones de rocas granticas, mientras que los ms bajos loestn a formaciones sedimentarias de origen marino.

La radiacin artificial

Adems de las radiaciones de origen natural el hombreest expuesto a fuentes de radiaciones que l mismo hacreado: aplicaciones de radioistopos en medicina, indus-tria e investigacin, produccin de energa elctrica y to-dos los residuos que estas actividades comportan.

Las evaluaciones del UNSCEAR sobre las dosis indivi-duales de cualquier origen muestran que la mayor propor-cin la representan las radiaciones naturales y la utilizacinde Rayos X en medicina.

La contribucin debida a los efluentes evacuados y alos residuos radiactivos de baja y media actividad proce-dentes del ciclo de combustible nuclear, resulta desprecia-ble en comparacin con las dosis recibidas por las fuentesnaturales o usos en medicina.

Los elementos radiactivos ysu utilizacinComo ya se ha mencionado anteriormente, adems de loselementos radiactivos presentes en la naturaleza, el hom-bre, por mtodos artificiales, ha logrado producir radiois-topos artificiales que utiliza en un sinfn de aplicaciones in-dustriales, mdicas y de investigacin.

Estos elementos radiactivos y parte de los materiales yequipos que intervienen en los procesos en los que sonutilizados, dejarn de tener aplicacin cuando alcanzan elfinal de su utilizacin en una actividad determinada.Llegado ese punto, estos materiales pasan a considerarsecomo residuos radiactivos, lo que debe conllevar una seriede actuaciones para conseguir el almacenamiento segurode este tipo de residuos.

Aplicaciones de los istopos radiactivos

La primera utilizacin de los istopos radiactivos con fines ex-perimentales se realiz en Austria en 1913, justamente diezaos despus de la concesin del Premio Nobel a HenryBecquerel y Marie Curie por el descubrimiento de la Radiac-tividad. Fue concretamente el fsico George Charles de Heveryquien utiliz un istopo de plomo (Pb-210) para estudiar la so-lubilidad del sulfato y cromato de plomo.

Con el invento del ciclotrn a principios de la dcadade los treinta y el posterior desarrollo de los reactores nu-cleares en la dcada de los cincuenta comienza la fabrica-cin industrial de istopos radiactivos.

Los istopos radiactivos se presentan en alguna de lascuatro formas siguientes:

Radioistopos no encapsulados: Comprende ra-dioistopos, bajo cualquier forma fsica, contenidosen recipientes cerrados pero no sellados.

Fuentes radiactivas encapsuladas: El material ra-diactivo se encuentra dentro de cpsulas o recintoshermticamente cerrados y por lo tanto protegidosde todo contacto o fuga.

Generadores de radiaciones: Aparatos que utili-zando una fuente de energa elctrica producen ra-diaciones ionizantes. (por ejemplo Rayos X).

Reactores nucleares: Sistemas en los que tiene lugaruna reaccin en cadena, de forma controlada.

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Dosis media anual debido a todo tipo defuentes

Fuente: UNSCEAR 1997

Mapa radiomtrico de Espaa

Fuente: Consejo de Seguridad Nuclear y ENURSA 1997


El incidente de Algeciras y la ola radiactiva en Europa

Entre finales de mayo y primeros das de junio, se detectan en es-taciones de Francia, Italia, Suiza y Alemania (zona de los Alpes),incrementos de cesio 137. Concretamente en Francia, cerca deToulon, la cantidad de cesio 137 detectado fue de 2.400 micro-bequerelios por metro cbico, segn el comunicado oficial delOPRI (Office de Protection Contre les Rayons Ionisants). Este va-lor es anormal pero sin peligro para la poblacin ni el medio am-biente.

El Consejo de Seguridad Nuclear espaol asegura que en las mis-mas fechas no se detectaron incrementos de cesio en la atmsferaen ninguna de las estaciones de seguimiento del pas excepto en laestacin de Palomares (Almera) que mostr incrementos de cesioaunque con valores sensiblemente inferiores a los detectados enFrancia.

El da 2 de junio, en las instalaciones de Acerinox, un camin ha-ce saltar los sensores de Acerinox, por lo que la empresa empieza arealizar las primeras pruebas, y unos das despus (9 de junio),Acerinox comunica al CSN la deteccin de contaminacin radiactivapor cesio 137 en el sistema de filtracin de humos del horno 1. ElCSN inicia una valoracin tcnica de la situacin y da las primeras ins-trucciones a la empresa.

El Consejo de Seguridad Nuclear espaol (CSN) sospecha que elincremento de cesio 137 detectado en varias estaciones radiactivaseuropeas podra tener su foco emisor en un producto de chatarraquemado en los hornos que la acera Acerinox posee en Algeciras.La investigacin abierta por el CSN trata de confirmar el origen de lanube txica que se extendi por el norte de los Alpes y no descartaque el escape radiactivo de Acerinox pueda ser el origen de los altosniveles de cesio 137 detectados en los pases europeos. La valora-cin de estos datos por el CSN permite establecer la hiptesis deque el cesio detectado en los Alpes eludi el territorio peninsulargracias a las condiciones meteorolgicas y los vientos dominantesdesde el da del escape.

Investigacin del incidente

Para obtener una estimacin ms precisa del impacto, el CSN reali-za numerosas investigaciones para dilucidar el origen de la fuente ysu dispersin as como los posibles incumplimientos que hayan podi-do producirse con el fin de clarificar definitivamente si el incidente deAlgeciras ha sido la nica causa de las medidas registradas.

Las cenizas procedentes de la quema de chatarra de Acerinox seenvan a la planta de inertizacin de Palos de la Frontera para su tra-tamiento, en total un volumen anual de 5.000 toneladas. Tras haberrecibido 150 toneladas de cenizas de Acerinox, que podran estarcontaminadas, el CSN ordena la paralizacin de las actividades de laplanta mientras investiga si se ha visto afectada.

El cierre de la planta de inertizacin, afect a varias empresas co-mo Tioxide, Carburos Metlicos, Ence y Fertiberia que envan cadaao importantes cantidades de residuos a dicha planta y que se venobligadas a almacenar los residuos en sus instalaciones.

Durante la inspeccin realizada en las instalaciones de la empresaPresur en Badajoz, que trata la escoria de Acerinox, se detectarontambin indicios de radiactividad.

Las inspecciones realizadas por el CSN en las empresas de Egmasay Presur determinan que ambas plantas estn contaminadas y presen-tan una situacin muy similar, con grados muy variables de contamina-cin. Las zonas ms afectadas son las que se encuentran en el interiorde la maquinaria de proceso y en los puntos de recepcin de polvo.Los niveles de contaminacin detectados, similares a los registrados enla acera de Algeciras (1.800 bequerelios), requieren el aislamiento ycontrol de los accesos y un anlisis de las balsas donde Egmasa depo-sita los materiales ya inertizados. Tambin se ha encontrado contami-nacin significativa en la cisterna de uno de los camiones que traslada-ron las cenizas y que deber ser descontaminado antes de su uso.

En el vertedero de El Cobre, donde se depositan las escorias, nose encontr contaminacin alguna, mientras que si se detect conta-minacin radioactiva en 30 toneladas de cenizas vertidas en las bal-sas del Polo Qumico.

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INCIDENTE RADIOACTIVO EN ACERINOX

La planta deEgmasa, fue objeto

de trabajos dedescontaminacin,al igual que otras

instalaciones


En lo que se refiere al origen del incidente,segn parece, el material radiactivo procedade chatarra adquirida en mercados internacio-nales. El CSN admite que se pudo vender cha-tarra radiactiva sin garantas aunque duda quese pueda determinar su origen concreto. ElCSN confirm que el material contaminadono proceda de Espaa sino de Rotterdam,donde hay almacenes que acumulan materia-les de todo el mundo, por lo que nunca sepodr establecer su procedencia.

Aunque el Ministerio de Industria y Energaha trabajado con la hiptesis de que la conta-minacin procedera de chatarra de instru-mental sanitario, en concreto un equipo mdi-co de rayos X, esta hiptesis no ha sidoavalada por el CSN que ha comprobado elorigen de partidas de chatarra procedentes deAlemania, Reino Unido, Holanda, EstadosUnidos, Polonia y Portugal.

Limpieza

Los trabajos de descontaminacin del horno ylos filtros se iniciaron almacenando el polvo endecenas de sacos en el dique de Acerinox a laespera de las indicaciones de CSN para sutraslado y sellado.

En un principio el CSN estim en 270 to-neladas el volumen de residuos radiactivos ge-nerados por la contaminacin de cesio 137 enla acera gaditana. Tcnicos de Enresa trabaja-ron en un plan de evacuacin y tratamiento deestos residuos de baja y media actividad, parasu almacenamiento en El Cabril.

Tratamiento y almacenamiento delmaterial contaminado

Enresa es la empresa estatal encargada de retirar y almacenar losmateriales contaminados, y dispone de las instalaciones de El Cabrilpara el almacenamiento de este tipo de residuos de media y baja ac-tividad, por lo que en esta instalacin se habilitaron 700 metros c-bicos donde albergar el material contaminado de las plantas deEgmasa y Presur y la acera de Acerinox.

A partir del 13 de julio Enresa empieza la retirada de las ceni-zas contaminadas y su traslado a El Cabril; el proceso de clasifica-cin, embalado y traslado de los 800 metros cbicos de residuosradiactivos tiene una duracin de dos meses (en total 1400 tone-ladas de las que 560 proceden de Acerinox). Enresa se encarga,tambin, de la limpieza de los cuatro emplazamientos que se hanvisto afectados.

Enresa asegura que el transporte se realiza cumpliendo la norma-tiva vigente de traslado de mercancas peligrosas por carretera, yasegura que el ndice de radiactividad que podra originar el trasladode estos materiales es mnimo.

Despus del periodo de descontaminacin y una vez retiradas lascenizas, se reabri la planta de Palos. El resto de las instalacionesafectadas por el vertido ya estaban abiertas.

Otras actuaciones

Diversos grupos parlamentarios han presentado una proposicin node ley instando al gobierno a regular legalmente el control de las par-tidas de chatarra destinadas a su fundicin. El PSOE, por su parte, so-licita una orden ministerial urgente dado el vaco legal existente.Adems, la Comisin Europea ha presentado una propuesta que op-ta por una gestin y recoleccin de residuos en el conjunto de lospuertos.

Ante estos hechos y despus de conocerse dos casos ms, en quese detect material radiactivo procedente de Colombia y Franciacon destino a Acerinox y a una acera de Vitoria respectivamente, elMinisterio de Industria y Energa y el CSN promueven una medidavoluntaria para colocar prticos detectores de emisiones radiactivasen aceras y parques de chatarra. Estas empresas, casi un centenar,aceptan adems que su personal reciba cursos de formacin y secomprometen a colocar medidores en hornos y chimeneas, para evi-tar problemas antes de fundir la chatarra.

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Planta deinertizacin deEGMASA en Palos dela Frontera, afectadapor el incidente


Las distintas aplicaciones de los istopos radiactivos serecogen a continuacin:

1. Radiostopos no encapsulados

Industria Medida de caudalesEnsayos de prdidas de tuberas y recipientes Inventario de material en procesos Prospecciones mineras Hidrologa Control de contaminacin del agua

MedicinaRadiofrmacos Estudios y anlisis inmunolgicos y citolgicos Estudios funcionales

Investigacin BioqumicaBiomedicinaEntomologa

2. Fuentes radiactivas encapsuladas

Industria Inspeccin de soldaduras y ensayos no destructivos(gammagrafa)Control de procesos (medida de nivel, espesor,humedad, etc.)SondeosEsterilizacin de alimentos o material mdicoPaneles luminososDetectores de humoPararrayos

MedicinaTratamiento del cncerTratamiento de tumoresMarcapasos

InvestigacinIngeniera Anlisis qumico-fsico

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OTROS USOS NO ENERGTICOS DE LOS ISTOPOS RADIACTIVOS

Los istopos radioactivos son empleados en multitud de usos, desde el diagnstico y terapia mdica hasta la datacin de muestras orgnicasprehistricas. En los recuadros siguientes se muestran, a modo de ejemplo, los usos ms frecuentes en medicina nuclear y en mediciones deprecisin de espesores y densidades de diferentes materiales.

Relacin de istopos ms empleados en medicina nuclearIstopo Periodo semidesintegracin Radiacin Usos principalesTecnecio-99 6 horas Gammagrafa tiroidea, estudios cerebrales, seos, cardacos,

pulmonares, renales, de hgado y bazoTalio-201 3 das Deteccin de angina e infarto de miocardioYodo-131 8 das Diagnstico y tratamiento tiroideo, estudios renales, marcaje

de anticuerposYodo-125 59 das - Tcnicas analticas de radioinmunoanlisisIndio-111 28 das - Marcaje de clulas sanguneas. Deteccin de inflamacionesGalio-67 3,3 das Deteccin de tumores y procesos inflamatorios crnicosCromo-51 28 das Marcaje de clulas sanguneas, estudios hematolgicosCobalto-57 270 das Estudios de absorcin de vitamina B-12Cobalto-58 71 das Estudios de absorcin de vitamina B-112Hierro-59 45 das Estudios de metabolismo del hierroItrio-90 2,7 das Tratamiento de procesos articularesMolibdeno-99 66 horas - Generador de TecnecioFsforo-32 14 das Tratamiento de procesos hematolgicos

Fuente: ENRESA 1998

Relacin de istopos ms empleados en medicin de espesores y densidadesIstopo Periodo semidesintegracin Radiacin Usos principalesCarbono-14 5.739 aos Plsticos delgadosNquel-63 100 aos Plsticos delgadosKripton-85 10,73 aos Papel y plsticosEstroncio-90 29 aos Papel grueso, cintas y lminas de aluminio y cobreItrio-90 64 horas Papel grueso y cintasBario-133 10,4 aos Lminas de aluminio y cobreCobalto-60 5,3 aos Materiales densosCesio-137 30,1 aos Materiales densos

Fuente: ENRESA 1998


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3. Generadores de radiaciones ionizantes

Industria Inspeccin de materiales (Radiografa con Rayos X)EspectrografInspeccin e investigacin de materiales (Acelera-dores de partculas)

Medicina Diagnosis (Radiografa y Radioscopia)Tratamiento del Cncer (Aceleradores de partculas)

4. Reactores nucleares

Industria Produccin de energa elctricaProduccin de istopos radiactivosInspeccin de materiales (Neutrografa)

Investigacin Estudios de distribucin de flujoEstudios y medida de potenciaMedida de secciones eficaces

Fabricacin de radioistopos

Muchos de los radioistopos que se utilizan en el campoindustrial y mdico, se producen en los reactores nuclea-res introduciendo en el ncleo del reactor una cantidad dematerial no radiactivo con cuyos tomos interaccionan losneutrones para formar los istopos radiactivos del materialirradiado.

En la actualidad en Espaa no se produce de forma in-dustrial ningn tipo de radioistopo. En el pasado, hastaque fueron clausurados, funcionaron en Espaa los si-guientes reactores de investigacin capaces de producir ra-dioistopos.

Nombre Localidad Fecha de Parada JEN 1 Madrid 1984 CORAL Madrid 1987ARGOS Barcelona 1975ARBI Bilbao 1975

Las disposiciones legales relativas al uso de la energa nuclear en Espaase inician en 1964 con la Ley 25/1964 (BOE de 4 de diciembre de 1964)relativa al uso de la energa nuclear. Desde entonces se han producidodiversas disposiciones de diferente rango que se muestran de formasinptica en el cuadro adjunto, algunas de ellas derivadas de la norma-tiva europea o de obligaciones de convenios internacionales.

Entre todas ellas, destacan las relativas a la creacin del Consejode Seguridad Nuclear (Ley 25/1980), la ley 54/1997 (BOE de 28 denoviembre de 1997), de regulacin del sector elctrico y, finalmen-te, el Real Decreto 1522/1984 (BOE de 22 de agosto de 1984) porel que se constituye la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos(ENRESA).

LEGISLACIN SOBRE RADIACTIVIDAD

Resumen de disposiciones legales vigentes relativas a la energa nuclearRango Aplicacin Referencia DescripcinLey Global Ley 25/1964. BOE 4-12-64 Energa nuclear

Ley 25/1980. BOE 25-4-80 Creacin del Consejo de Seguridad Nuclear (C.S.N.)Ley 54/1997. BOE 28-11-97 Sector elctrico

Decreto/ MINER R.D. 1889/1996. BOE 6-12-96 Estructura orgnica bsica del Ministerio de IndustriaReal Decreto Genricas D. 2177/1967. BOE 18-9-67 Reglamento cobertura de riesgos naturales

sobre D. 2869/1972. BOE 24-10-72 Reglamento instalaciones nucleares y radioactivasenerga R.D. 1157/1982. BOE 7-6-82 Estatuto del CSNnuclear R.D. 53/1992. BOE 12-2-92 Reg. proteccin sanitaria contra radiaciones ionizantes

R.D. 413/1997. BOE 21-3-97 Proteccin trabajadores externos prof. expuestosCiclo R.D. 2967/1979. BOE 14-1-80 Ordenacin actividades en el CSN

combustible R.D. 1611/1984. BOE 11-9-1985 Modifica el R.D. anterior1 parte R.D. 813/1988. BOE 27-7-88 Modifica el R.D. anterior

Ciclo R.D. 1522/1984. BOE 22-8-84 Constitucin de ENRESAcombustible R.D. 1899/1984. BOE 27-10-84 Sistema de actuacin de ENRESA

2 parte R.D. 404/1996. BOE 22-3-96 Desarrolla Ley 40/1994 y modifica R.D. 1522/1984Transporte R.D. 1749/1984. BOE 31-12-84 Transporte por va arearesiduos R.D. 879/1989. BOE 18-7-89 Transporte por ferrocarril

R.D. 2088/1994. BOE 26-11-94 Traslado residuos entre estados miembros EURATOMR.D. 2115/1998. BOE 16-10-98 Traslado mercancas peligrosas por carreteraR.D. 2225/1998. BOE 2-11-98 Deroga el Anejo al R.D. 879/1989

rdenes ENRESA O. MIE 13-12-85 Transf. a ENRESA instalaciones y personal de la JENministeriales O. MIE 31-10-89. BOE 2-11-89 Autoriza la ampliacin de las instalaciones de El Cabril

O. MIE 8-10-96. BOE 22-10-96 Prrroga permiso explotacin provisional de El CabrilO. MIE 13-7-98. BOE 17-7-98 Asignacin fondos por instalaciones nucleares

Fuente: ENRESA 1999


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Adems de los reactores nucleares, tambin se utilizanpara producir radioistopos los aceleradores de partculas,sobre todo en medicina, por presentar ventajas respecto alos producidos en reactores nucleares, ya que los produci-dos en aceleradores tienen un periodo de semidesintegra-cin ms corto y una menor energa de la radiacin emiti-da, lo que implica un menor riesgo de radiacin para elpaciente y para el personal sanitario.

La aplicacin de las radiaciones ionizantes en medici-na ha dado lugar a especialidades mdicas basadas en latecnologa y ha permitido un mejor conocimiento tanto dela anatoma y fisiologa normal como de la patolgica. Lainvestigacin en radiaciones ionizantes no slo contemplamejorar la tarea cotidiana de interpretar imgenes, diag-nosticar y tratar enfermedades, sino que tambin buscanuevos conocimientos en medicina del mismo modo quetambin lo hacen otras tcnicas no radiolgicas.

La aplicacin de los radioistopos y radiaciones enmedicina se considera muy beneficiosa, aunque debeoperarse siguiendo las normas establecidas al afecto, pueslas dosis recibidas son a menudo innecesarias, pudindo-se reducir considerablemente sin prdida de eficacia.

Fabricacin de combustible nuclear

Otro mtodo de produccin de radioistopos consiste enel reprocesado de los elementos combustibles gastadosde los reactores para separar los productos de fisin. Enel caso de combustible utilizado en las centrales nuclea-res, estos procesos requieren grandes plantas industrialesdenominadas plantas de reproceso en los que se realizala purificacin del combustible separando los elemen-tos no deseados mediante complicados procesos qumi-cos. Espaa no dispone de plantas de reproceso de com-bustible.

Los istopos que se producen en mayor cantidad deforma industrial son los combustibles de las centrales nu-cleares.

La fabricacin de combustible parte de los mineralesradiactivos naturales del uranio de los que Espaa ha sidouno de los pases con mayores reservas y produccin deEuropa.

Las reservas de uranio, explotables econmicamente,ascienden a unas 35.000 toneladas de U3 O8 encontrndo-se fundamentalmente en los yacimientos de la zona deSaelices el Chico en la provincia de Salamanca.

La nica entidad que actualmente desarrolla activi-dades de minera y produccin de concentrados deUranio en Espaa es la Empresa Nacional del Uranio(ENUSA).

El proceso de fabricacin de combustible nuclear sepuede dividir en varias etapas:

a) Extraccin del mineral radiactivo (uranio)b) Produccin de concentrados de uranioc) Purificacin y enriquecimiento isotpicod) Elaboracin de elementos combustibles

En la figura adjunta se representan las distintas etapasy sus productos finales desde la extraccin del mineral has-ta la fabricacin de las barras de combustible, indicandolos procesos que se realizan en Espaa.

Las centrales nucleoelctricas

La fisin nuclear

Si bombardeamos con neutrones los ncleos de tomospesados, stos pueden dividirse en varios fragmentos for-mados por ncleos de tomos ms ligeros, apareciendouna emisin de neutrones y liberndose una gran canti-dad de energa. A este proceso se le denomina reaccinde fisin.

En el proceso de fisin, el ncleo excitado compuestoque se forma tras la absorcin de un neutrn, se escindeen dos ncleos ms ligeros que se desprenden a gran ve-locidad. Los neutrones que aparecen tambin lo hacen auna determinada velocidad. A todos estos productos quese presentan en una reaccin nuclear se les denomina frag-mentos de fisin y aparecen casi instantneamente.

Los productos que aparecen en la fisin son radiacti-vos, emisores de partculas y dan lugar a unas series ra-diactivas formadas por varios nucleidos.

La fisin del tomo de U235 produce aproximadamente2,5 x 106 ms energa que la combustin de un tomo deC12 (Carbono estable). La mayor parte de la energa de fi-sin (ms del 80 %) aparece como energa cintica de losfragmentos de fisin, la cual se transforma en calor inme-diatamente. En la figura adjunta se representa esquemti-camente el proceso de fisin de un tomo.

Centrales nucleares

Cuando se dispone de una gran cantidad de tomos deuranio para fisionar los neutrones liberados en la fisin


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Los usos energticos de la energa nuclear representan para algunospases su principal fuente de energa, como en los casos de Lituania(81,4%), Francia (78,2%) o Blgica (60,05%).

Para otros pases, incluso desarrollados, es inexistente o marginal. Porejemplo, en Austria, Australia o Italia no existen centrales elctricas nuclea-res y en Holanda, China o India, el usos de la energa nuclear representaporcentajes mnimos de sus necesidades energticas (inferiores al 3%).

En el caso de Espaa, la energa nuclear representa aproximada-mente un tercio de la produccin energtica total, relacin muy si-milar a la que existe en otros pases de nuestro entorno, comoAlemania y el Reino Unido.

En los cuadros se muestran los reactores y potencia instalada enel mundo y en Espaa..

USOS ENERGTICOS

Reactores en operacin y construccin en el mundoReactores en operacin Reactores en construccin

Pases N de unidades Total Mw N de unidades Total Mw Alemania 20 22.282 - - Argentina 2 935 1 692 Armenia 1 376 - -Blgica 7 5.712 - -Brasil 1 626 1 1.245Bulgaria 6 3.538 - -Canad 16 11.994 - -China 3 2.167 4 3.090Eslovaquia 4 1.632 4 1.152Eslovenia 1 632 - -Espaa 9 7.320 - -Finlandia 4 2.455 - -Francia 59 62.853 1 1.450Holanda 1 449 - -Hungra 4 1.729 - -India 10 1.695 4 808Irn - - 2 2.111Japn 54 43.850 1 796Kazakhastn 1 70 - -Lituania 2 2.370 - -Mxico 2 1.308 - -Pakistn 1 125 1 300Reino Unido 35 12.968 - -Repblica Checa 4 1.648 2 1.824Repblica de corea 12 9.970 6 5.120Rumana 1 650 1 650Rusia 29 19.843 4 3.375Suecia 12 10.040 - -Suiza 5 3.079 - -Surfrica 2 1.842 - -Taiwan 6 4.884 - -Ucrania 16 13.765 4 3.800USA 107 99.188 - -Total 437 351.795 36 26.813

Fuente: IAEA. Datos de fines de 1997

Centrales nucleares en EspaaCentral Localizacin Potencia Potencia Tipo Estado actual

bruta (Mw) neta (Mw) reactor Jos Cabrera Almonacid de Zorita (Guadalajara) 160 153 PWR Explotacin agosto 1969Sta. M de Garoa Santa Mara de Garoa (Burgos) 460 440 BWR Explotacin mayo 1971Almaraz I Almaraz (Cceres) 973,5 943,5 PWR Explotacin septiembre 1983Almaraz II Alamaraz (Cceres) 982,6 952,6 PWR Explotacin julio 1984Asc I Asc (Tarragona) 973 943 PWR Explotacin diciembre 1984Asc II Asc (Tarragona) 966 936 PWR Explotacin marzo 1986Cofrentes Cofrentes (Valencia) 990 955 BWR Explotacin marzo 1985Trillo I Trillo (Guadalajara) 1.066 1.000 PWR Explotacin agosto 1988Vandells II Vandells (Tarragona) 1.009 966 PWR Explotacin marzo 1988

Fuente: UNESA. Datos a 31-12-1997


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de cada ncleo se aprovechan para romper nuevos n-cleos produciendo otros neutrones que a su vez vuelvena romper nuevos ncleos liberando nuevos neutrones yas sucesivamente producindose una gran liberacin deenerga. A este proceso se le denomina reaccin en ca-dena.

En una central nuclear, como en una trmica, se trans-forma la energa calorfica de un determinado combustibleen energa mecnica, y sta en elctrica. El calor produci-do calienta agua y la convierte en vapor que pasa por unaturbina que acciona un alternador que produce la energaelctrica. Posteriormente el vapor pasa a travs de un con-densador donde se convierte de nuevo en agua, que esbombeada de nuevo al interior del reactor.

As como en una central trmica convencional el calorproviene de la combustin de carbn, petrleo o gas, enuna central nuclear el calor proviene de la reaccin en ca-dena que tiene lugar en el reactor nuclear.

La regulacin del calor que se produce en la fisin nu-clear se realiza mediante determinados elementos de con-trol que sirven para variar la cantidad de neutrones. La for-ma ms utilizada para variar la cantidad de neutrones es elsistema de las barras de control constituidas por materia-les absorbentes de neutrones que se introducen en el n-cleo del reactor.

Al introducir estas barras disminuye la potencia delreactor y al sacarlas aumenta, de esta forma se puede mo-dificar la potencia del reactor segn lo exija la demanda deproduccin de energa elctrica.

El combustible utilizado en la mayora de las centralesnucleares es el uranio en forma de dos istopos el U238 yel U235 los cuales se encuentran en el uranio natural enproporciones del 99,3 % y del 0,7% respectivamente.

Los tipos de reactores nucleares pueden clasificarseatendiendo a varios criterios:

Segn la velocidad de los neutrones: Reactores rpi-dos o Reactores trmicos.

Segn el combustible utilizado: Reactores con uranionatural o enriquecido.

Segn el elemento moderador: Reactores de agua li-gera, agua pesada o grafito.

Segn el refrigerante utilizado: Agua ligera o pesada,gas.

En Espaa existen dos tipos de reactores en operacinque son los siguientes:

Reactores de agua a presin (PWR).

Es el sistema ms utilizado en el mundo. Emplea comomoderador y refrigerante el agua ligera. El circuito de re-frigeracin est sometido a presin para que el agua no seconvierta en vapor. Este agua lleva el calor producido enel ncleo del reactor a un intercambiador de calor dondese genera el vapor que mover la turbina. En este tipo dereactor existen dos tipos de circuitos, el primario (en con-tacto con el reactor) y el secundario, siendo ambos total-mente independientes.

En Espaa existen siete centrales de este tipo: JosCabrera, Almaraz I y II, Asc I y II, Trillo y Vandells II

Reactores de agua en ebullicin. (BWR)

En este tipo de reactores, el elemento moderador y refri-gerante tambin es el agua ligera aunque en este caso nose encuentra sometida a tanta presin como en los PWR ypor lo tanto el agua se encuentra en estado de vapor. Estevapor llega directamente a la turbina sin que exista entremedias un intercambiador de calor.

Las centrales espaolas pertenecientes a este gruposon Santa Mara de Garoa y Cofrentes.

Instalaciones nucleares y radiactivas enEspaa

Las instalaciones industriales, hospitalarias o de investiga-cin que utilizan materiales radiactivos en sus procesos sedividen en dos grandes grupos, Instalaciones nucleares einstalaciones radiactivas.

Instalaciones nucleares

Se clasifican en cuatro categoras:

a) Centrales Nucleares.b) Reactores Nucleares.c) Fbricas que utilicen combustible nuclear en sus

procesos.d) Instalaciones de almacenamiento de residuos.

En la actualidad existen en Espaa las siguientes cen-trales nucleares en operacin:

Almaraz I y II. Dos reactores de agua a presin de930 Mw cada uno.

Asc I y II. Dos reactores de agua a presin de 930Mw cada uno.

Cofrentes. Un reactor de agua en ebullicin de 990Mw

Jos Cabrera. Un reactor de agua a presin de 160Mw.

Santa M de Garoa. Un reactor de agua en ebulli-cin de 460 Mw.

Trillo. Un reactor de agua a presin de 1.041 Mw. Vandells II. Un reactor de agua a presin de 982 Mw.

Mapa nuclear espaol

Fuente: UNESA y ENRESA 1997


La potencia elctrica total instalada de origen nucleares de 7.553 Mw lo que supone aproximadamente un 40%del total de la energa elctrica en Espaa.

Instalaciones Radiactivas

Se dividen en tres categoras:

a) Primera categora:- Fbricas de produccin de Uranio, Torio y sus com-

puestos.- Fbricas de produccin de elementos combustibles- Instalaciones industriales de irradiacin

b) Segunda categora:- Instalaciones donde se manipulen o almacenen ra-dionucleidos.

- Instalaciones de Rayos X - Aceleradores de partculas e instalaciones de fuentes

de neutrones c) Tercera categora:

- Instalaciones donde se manipulen nucleidos radiactivosde una actividad total definida para cada nucleido (siem-pre con valores menores que las de segunda categora).

En diciembre de 1992 existan en Espaa un total de1.147 instalaciones radiactivas autorizadas distribuidas dela siguiente forma:

Primera categora . . . . . . . . . . . . . . . . 1Segunda categora . . . . . . . . . . . . . 708Tercera categora . . . . . . . . . . . . . . .438TOTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.147

Los residuos radiactivosUno de los mayores problemas con que se enfrenta el usode la energa nuclear es el planteado por la gestin de losresiduos radiactivos que se producen en el desarrollo delciclo de combustible, principalmente en las centrales nu-cleares, debido a que por las caractersticas de este tipo deresiduos es necesario proteger al hombre y al medio am-biente de las radiaciones emitidas por los residuos duran-te un periodo superior al de la duracin de su actividad,que en algunos casos puede llegar a miles de aos.

La gestin de los residuos radiactivos no haba recibi-do hasta la dcada de los 70 la misma atencin que sehaba dado a la generacin de energa nuclear, la prospec-cin de minerales de uranio o la fabricacin de los ele-mentos combustibles. Desde principios de los aos 70, sinembargo, los problemas ambientales y sobre la salud de laspersonas generados por los residuos radioactivos conduje-ron a un planteamiento progresivamente ms riguroso.

Es importante tener en cuenta que la gestin de los re-siduos nucleares debe realizarse con independencia decual sea el futuro de la energa nuclear, porque el proble-ma de la evacuacin o almacenamiento de los residuos nodesaparecera si se clausurasen todas las centrales nuclea-res, puesto que ya existen miles de toneladas almacenadasen las propias centrales.

Clasificacin de los residuos radiactivos

Residuo radiactivo es cualquier material que contiene o estcontaminado con radionucleidos en concentraciones o ni-veles de actividad superiores a los establecidos por las le-yes vigentes y para los cuales no est previsto ningn uso.

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Clasificacin de los residuos por parte de la OIEA, con vistas a su almacenamientoClase de residuo Caractersticas Tipo y procedencia Sistema de evacuacin

I. ACTIVIDAD ALTA, PERIODOLARGO

Actividad beta/gamma alta Actividad alfa significativa. Radiotoxicidad elevada Gran produccin de calor

Residuos lquidos de alta actividad Solidificados procedentes de la

reelaboracin del combustibleirradiado (1)

Combustible irradiado

Formaciones geolgicas profundas

II. ACTIVIDAD INTERMEDIA,PERIODO LARGO

Actividad beta/gamma intermedia Actividad alfa significativa Radiotoxicidad intermedia Pequea produccin de calor

Vainas del elemento combustible Piezas metlicas Residuos lquidos de actividad

intermedia (1) Residuos gaseosos (1) Residuos de clausura

Formaciones geolgicas profundas

III. ACTIVIDAD BAJA, PERIODOLARGO

Actividad beta/gamma baja Actividad alfa insignificante Radiotoxicidad baja/intermedia Produccin de calor insignificante

Residuos lquidos de baja actividad ysus productos de solidificacin (1)

Residuos gaseosos (3) Residuos contaminados con tritio Residuos de clausura

Posible colocacin en mina ocavidades.

Semejante a la Clase II. (Inyeccinen fracturas o en formacionesprofundas)

IV. ACTIVIDAD INTERMEDIA,PERIODO CORTO

Actividad beta/gamma intermedia Actividad alfa insignificante Radiotoxicidad intermedia Pequea produccin de calor

Residuos lquidos de actividad interme-dia y sus productos de solidificacin (1)

Residuos gaseosos (3) Residuos contaminados con tritio Residuos de clausura

Colocacin en minas o cavidades. Trincheras superficiales (Inyeccin)

V. ACTIVIDAD BAJA, PERIODOCORTO

(1) Ciclo cerrado (reelaboracin); (2) Ciclo abierto; (3) Centrales nucleares; (4) Fabricacin de combustible.

Actividad beta/gamma baja Actividad alfa insignificante Produccin de calor insignificante

Residuos lquidos de baja actividady sus productos de solidificacin

Residuos slidos de baja actividad (3) Residuos emisores alfa (4) Residuos de clausura

Semejante Clase IV


La clasificacin ms aceptada es la propuesta por elOrganismo Internacional de Energa Atmica (OIEA) quedivide los residuos slidos, lquidos y gaseosos en distin-tas categoras.

Sin embargo la clasificacin establecida por la OIEApara los residuos slidos no considera las grandes diferen-cias en los periodos de semidesintegracin de los distintosradionucleidos, de vital importancia a la hora de su alma-cenamiento o evacuacin definitiva. Por esta razn, se tien-de a segregar, cuando es posible, los emisores alfa que tie-nen periodos de semidesintegracin muy largos, de losemisores beta - gamma, de periodos mucho ms cortos.

Por tanto desde el punto de vista de su almacena-miento definitivo los residuos radiactivos se clasifican en:

a) Residuos de baja y media actividad

Sus caractersticas principales son:- Actividad especfica por elemento radiactivo baja- No generan calor- Contienen radionucleidos emisores beta-gamma - Su contenido en emisores alfa debe ser inferior a 0.37

Gbq/t.

Estos residuos pueden almacenarse en estructuras deingeniera superficiales o a muy poca profundidad.

Para estos residuos existen mltiples instalaciones enfuncionamiento en todo el mundo destacando especial-mente por su alta tecnologa y seguridad la instalacin es-paola situada en El Cabril en la provincia de Crdoba.

b) Residuos de alta actividad

Sus caractersticas principales son:

- Contienen emisores de vida larga con actividad es-pecfica elevada.

- Su contenido en emisores alfa es mayor de 0.37Gbeq/t.

- Desprenden calor.

Para este tipo de residuos no existe en el mundo nin-guna instalacin de almacenamiento definitivo de los resi-duos radiactivos generados en usos civiles de la energanuclear, siendo la opcin de almacenamiento geolgico

profundo una de las posibles soluciones, aunque hoy enda se est considerando seriamente la opcin de la trans-mutacin de los residuos de larga vida, que convierte losistopos radioactivos en otros elementos no radioactivos.De cualquier forma, la opcin de la transmutacin tambinnecesitar una solucin para la evacuacin definitiva deaquellos radionucleidos de alta actividad que quedarn co-mo residuos despus del proceso de transmutacin, ya questa no elimina el 100% de los residuos tratados.

En EE.UU. se ha puesto recientemente en funciona-miento una instalacin slo para residuos procedentes deaplicaciones militares denominada WIPP (Waste IsolationPilot Plant), situada en Carlsbad (Nuevo Mxico).

De cualquier forma es previsible que el avance de la cien-cia llegue en el futuro a ofrecer otras alternativas que hoyquiz ni nos imaginamos y que pueda contribuir a resolvereste importante problema para las generaciones futuras.

Produccin de residuos radiactivos enEspaa

Los generadores de residuos radiactivos en Espaa puedenclasificarse esquemticamente en:

Centrales Nucleares Fbrica de elementos combustibles CIEMAT Pequeos productores ( hospitales, industrias, inves-

tigacin, etc.)

Los residuos de baja y media actividad producidos sondebidamente acondicionados en las propias instalacionesdonde se producen y se envan a las instalaciones de ElCabril (Crdoba) donde despus de un control exhaustivoy de su reacondicionamiento son almacenados en la insta-lacin all existente.

Los residuos de alta actividad generados en las centralesnucleares son almacenados temporalmente en las propiascentrales dentro de las piscinas que poseen al efecto lasmismas. Con el paso del tiempo, al irse llenando las piscinasde las centrales, presumiblemente ser necesario proceder ala construccin de almacenamientos temporales, bien en laspropias centrales o bien un almacenamiento temporal cen-tralizado en espera de la solucin definitiva que se adopte.

La gestin de los residuos radiactivos

Los Estados o Gobiernos con programas nucleares hancreado entes pblicos especficos para la gestin de los re-siduos radiactivos, o han responsabilizado de su creacinal consorcio de empresas productoras de energa nucleo-elctrica, reservndose de alguna manera el seguimiento ycontrol tcnico y financiero.

En Espaa, mediante el Real Decreto 1522/1984 se crela Empresa Nacional de Residuos Radiactivos S.A (ENRE-SA) empresa pblica participada en el 80% por el Centrode Investigaciones Energticas, Medioambientales yTecnolgicas (CIEMAT) y el 20% por la Sociedad Estatal deParticipacin Industrial (SEPI).

El objetivo final de la gestin de los residuos radiacti-vos consiste en su inmovilizacin y aislamiento del entor-no humano, por un periodo de tiempo y en condiciones

44

EN

RE

SA

Convento de SanCalixto, en el

Parque Natural deHornachuelos, en

las proximidades delas instalaciones de

El Cabril


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tales que cualquier liberacin de los radionucleidos conte-nidos en los mismos no suponga un riesgo radiolgico ina-ceptable para las personas ni para el medio ambiente.

Desde el punto de vista de la gestin los dos grandestipos de residuos radiactivos son completamente diferentesen su comportamiento a largo plazo y por tanto su trata-miento y evacuacin final debe ser muy diferente.

Almacenamiento de residuos radiactivosde alta actividad

Para mantener aislados los residuos de alta actividad delmedio ambiente durante los largos periodos en que durasu peligrosidad potencial se han propuesto diversos mto-dos, siendo los ms relevantes los siguientes:

Almacenamiento geolgico profundo Transformacin por transmutacin Lanzamiento al espacio exterior Evacuacin en el subsuelo marino Evacuacin en los hielos polares

De estas soluciones slo las dos primeras parecen fac-tibles en el estado actual del conocimiento sobre todo apartir de los trabajos de investigacin del premio Nobel Dr.Carlo Rubia en el terreno de la transmutacin que permi-tir en el futuro reducir aunque no eliminar completamen-te el volumen de residuos de alta actividad.

Los otros mtodos propuestos tienen importantes difi-cultades de ndole cientfica, tcnica y econmica, ademsde otros inconvenientes de naturaleza jurdica, tica y de se-guridad ante accidentes, o la apropiacin por parte de lospases productores de los residuos de patrimonios comunesa la humanidad, como los ocanos o los casquetes polares.

Una opcin intermedia es la construccin de almace-namientos temporales para los residuos de alta actividad.En estos quedaran almacenados los residuos durante eltiempo necesario hasta que se decida la forma de su eva-cuacin definitiva.

Este tipo de almacenamiento est tcnicamente proba-do a nivel industrial y se basa en dos grupos de tcnicas,almacenamiento en seco o almacenamiento en piscinasambos con la opcin de hacerlo de forma centralizada, esdecir: almacenar todos los residuos en un slo emplaza-miento, o en la propia central de donde proceden como sehace en la actualidad.

Almacenamiento de residuos radiactivosde baja y media actividad

As como el almacenamiento de los residuos de alta activi-dad tiene an muchos interrogantes y ningn pas ha de-cidido definitivamente cual ser el sistema de evacuacin,el almacenamiento de los residuos de baja actividad es untema tcnicamente resuelto en muchos pases que cuentancon instalaciones en operacin, con soluciones internacio-nalmente aceptadas.

Se definen los residuos de baja y media actividad poruna serie de caractersticas relativas al estado fsico, activi-dad especfica, limitaciones en contenido de radionuclei-dos emisores alfa y periodo de semidesintegracin. Es pre-cisamente ste ltimo parmetro el que tiene mayor peso

a la hora de evaluar las caractersticas del almacenamientodefinitivo para ste tipo de residuos. Los residuos de bajay media actividad, considerados de vida corta, habrn re-ducido su actividad a menos de una milsima parte en unespacio de tiempo no superior a 300 aos.

Por lo tanto se puede establecer en 300 aos la dura-cin mnima en que el almacenamiento en su conjunto de-ber mantener las caractersticas de confinamiento y segu-ridad necesarios para que los productos radiactivos allalmacenados no ejerzan un efecto negativo sobre el hom-bre y el medio ambiente.

Los sistemas de almacenamiento que se han utilizadohasta ahora para almacenar los residuos de baja y mediaactividad han sido los siguientes:

Vertido en fosas marinas Enterramiento en minas abandonadas Enterramiento superficial Enterramiento superficial con barreras de ingeniera Enterramiento subterrneo en nuevas instalaciones

Vertido en fosas marinas

La evacuacin en el ocano de residuos radiactivos acon-dicionados se desarroll inicialmente por parte de los es-tados Unidos en el Ocano Pacfico en 1946 y posterior-mente en el Atlntico occidental desde 1951 hasta 1970.Paralelamente El Reino Unido, Blgica, Holanda y Suizautilizaron esta prctica en el Atlntico Nordeste vertiendoal mismo cerca de 100.000 bidones.

En 1972 se estableci el Convenio sobre la prevencinde la contaminacin del mar por vertidos de desechos yotros materiales al que se han adherido ms de 50 pases,entre los que figura Espaa desde 1974. En este congresocelebrado en Londres se fijaron las normas para impedir lacontaminacin del mar por prcticas de inmersin de cual-quier tipo de residuos. Espaa desde su adhesin alConvenio de Londres se ha mostrado no partidaria del ver-tido de residuos radiactivos en el mar.

Enterramiento en minas abandonadas

Mediante este sistema se aprovechan explotaciones mine-ras abandonadas para almacenar en las galeras construidasdurante la explotacin de la mina los residuos radiactivosde baja y media actividad.

Concretamente, en Alemania, se han almacenado estetipo de residuos desde 1967 hasta 1978 en una antigua mi-na de sal, la mina Asse de 750 metros de profundidad si-tuada en un domo salino que ha permanecido estable des-de hace 100 millones de aos.

Posteriormente en este mismo pas entr en funciona-miento un almacenamiento situado en la mina Konrad enla que se prev una capacidad de almacenamiento de500.000 m3.

En Espaa los primeros residuos radiactivos de mediay baja actividad procedentes de actividades distintas a laenerga nucleoelctrica fueron almacenados por la Junta deEnerga Nuclear desde el ao 1961 en una antigua explo-tacin minera, la mina Beta. Esta mina dej de ser utiliza-da y ms tarde cuando ya el centro de El Cabril era ope-rado por ENRESA estos residuos se trasladaron a un

Uno de los principales problemas que se derivan del uso de laenerga nuclear es el que se plantea con la gestin de los residuos nu-cleares. En el texto de esta monografa se analizan los diferentes sis-temas que se han empleado o se ha planteado usar para la elimina-

cin de estos residuos. En las tablas que siguen se muestran , de for-ma sinptica, los sistemas existentes en la actualidad en los pasesque tienen una mayor experiencia..


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LOS RESIDUOS RADIACTIVOS. EXPERIENCIAS

Estado de la gestin de los residuos radioactivos de baja y media actividad en distintos pases

Pas Instalacin Estado Cantidad almacenada o Tipoprevista (m3)

USA Beatty Operacin (1962) 2.700 Enterramiento superficialRichland Operacin (1965) 19.000 Enterramiento superficialBarnwell Operacin (1971) 30.000 Enterramiento superficialMaxey Flats Cerrada (1962) - Enterramiento superficialWest Valley Cerrada (1962) - Enterramiento superficialShefield Cerrada (1962) - Enterramiento superficial

Francia La Manche Operacin (1969) 475.000 Ent. superfic. con barreras artificialesAube Operacin (1991) 1.000.000 Ent. superfic. con barreras artificiales

Alemania Konrad Operacin (1992) 500.000 Ent. subterraneo en mina antiguaReino Unido Drigg Operacin (1971) 450.000 Enterramiento superficialSuecia SFR Operacin (1988) 500.000 Enterramiento subterrneo artificial

Fuente: ENRESA 1998

Almacenamientos temporales de combustible gastado en distintos pasesPas Instalacin Estado Cantidad almacenada o Tipo

prevista (Tm U)USA Morris Operacin (1984) 750 Piscina AFR

Surry Operacin (1986) 800 Contenedores metlicos AR Robinson Operacin (1986) Inicial 10 Mdulos hormign AR

Alemania Gorleben Operacin 1.500 Contenedores metlicos AFRAhaus En construccion 1.500 Contenedores metalicos AFR

Reino Unido Wilfa Operacin (1979) 700 Cmara ARSuecia CLAB Operacin (1985) 3.000 Piscina AFRFinlandia TVO-KPA Operacin (1987) 1.200 Piscina AR

Fuente:ENRESA 1998

Cantidades totales estimadas de residuos radioactivos a gestionar en Espaa

Residuos de baja y media actividad Hiptesis de 30 aos (m3) Hiptesis de 40 aos (m3) Fabricacin de elementos combustibles 1.400 1.800 Operacin de centrales nucleares 43.100 53.800Reproceso combustible gastado Vandells 13.000 3.000 Instalaciones almacenamiento combustible gastado 400 500Actividades investigacin y aplicacin radioistopos (1) 6.400 7.000 Desmantelamiento instalaciones centrales nucleares 137.000 137.000Desmantelamiento otras instalaciones (2) 400 500 Total residuos baja y media actividad 191.700 203.600 Residuos de alta actividad Combustible gastado LWR 8.850 11.700 Vitrificados Vandells I 170 170 Total residuos alta actividad 9.020 11.870

(1) CIEMAT, pequeos productores y residuos diversos.(2) Planta de encapsulado y fabricacin de elementos combustiblesFuente: ENRESA 1998

En el caso de Espaa, las necesidades de tratamiento previstas, se re-sumen en el cuadro adjunto, con dos hiptesis diferentes: operacin

de centrales nucleares durante 30 aos (vida inicialmente prevista) o40 aos, si se prorroga su actividad.


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almacenamiento temporal de mdulos en superficie, quefue asimismo construido por la Junta de Energa Nuclearen los aos ochenta.

Enterramiento superficial

Este modelo de almacenamiento, se utiliz principalmenteen los Estados Unidos a partir de los aos 50 y consiste enla realizacin de simples zanjas donde se almacenan sinprcticamente proteccin alguna los contenedores o bido-nes con los residuos.

Este sistema ha sido muy cuestionado, incluso en losEE.UU., pero hay que tener en cuenta que la gran exten-sin territorial y grandes zonas semidesrticas existentes enel pas permiten almacenar los residuos con menos cuida-dos que en otros pases ms pequeos y con zonas menosadecuadas.

Enterramiento superficial con barreras deingeniera

Es la solucin ms aceptada y generalizada para el alma-cenamiento definitivo de los residuos radiactivos de bajay media actividad, siendo Francia el pas pionero en laadopcin de esta solucin. El conocido centro de LaManche en Normanda entr en operacin en 1969 estan-do ya clausurado. En la actualidad opera en Francia unanueva instalacin que est situada en la localidad de Aubey que tiene una capacidad aproximada de un milln demetros cbicos.

Este tipo de almacenamiento terrestre superficial con ba-rreras de ingeniera implica la realizacin de tres acciones enserie que separan los residuos radiactivos de la biosfera.

El bidn de confinamiento. Las barreras u obras de ingeniera. El propio terreno que retarda la migracin de los ra-

dionucleidos.

En la vida de una instalacin de este tipo existen tresfases:

Fase de explotacin en la cual los residuos son al-macenados.

Fase de vigilancia que dura mientras los residuospresenten riesgo radiolgico.

Fase de banalizacin en la que el emplazamiento seemplea sin restricciones.

Durante las fases de explotacin y vigilancia, el objeti-vo del emplazamiento es que en situacin normal el im-pacto radiolgico sea prcticamente nulo. Con tal fin seconstruyen unas barreras de ingeniera que pueden garan-tizar la contencin del residuo durante ms de 300 aos. Elfin primordial de las barreras de ingeniera es impedir queel agua, superficial o subterrnea, entre en contacto conlos bidones.

En el caso de una situacin accidental, en la que hayadegradacin de las barreras durante la fase de explotaciny vigilancia, las instalaciones deben estar construidas deforma que se produzca un impacto radiolgico inferior alfondo radiactivo natural y por supuesto inferior a los lmi-tes de dosis impuestos por los reglamentos para situacinnormal.

Asimismo durante la fase de banalizacin, el objetivo esque el impacto radiolgico al individuo ms expuesto sea in-ferior al fondo natural, sea cual sea el uso del terreno.

La situacin actual de los residuos de baja y media actividad y com-bustible gastado en Espaa se sintetiza en la tabla adjunta.

Instalacin

Centralesnucleares

Jos Cabrera

RBMA acondicionados

M3Grado deocupacin

Combustible gastadoCombustible

gastadoGrado de

ocupacin (%)Fecha saturacin

prevista (1)

1.865 64 55 43

Sta. M de Garoa 1.221 79 229 58

Almaraz 11.957 36

318 62 2020

Almaraz II 314 41 2022

Asc 11.002 52

297 51 2013

Asc II 258 44 2016

Cofrentes 2.148 49 364 50 2014

Vandells II 162 6 210 32 2021

Trillo 348 15 204 69 2003

Juzbado (ENUSA) 453 61

Cabril 16.279 28

Total 25.435 2.249

RBMA: Residuos de baja y media actividad(1): No aparecen fechas para las centrales de Jos Cabrera y Santa Mara de Garoa, puesto que sus piscinas no se saturarn durante la vida til supuesta

para las mismas.Fuente ENRESA. Datos a 31-12-1998


Este sistema de almacenamiento para residuos radiacti-vos de baja y media actividad es el que ha sido adoptadopor Espaa y a tal fin se construy el nuevo centro de al-macenamiento de El Cabril que est hoy da en operaciny a pleno rendimiento.

Enterramiento subterrneo en nuevasinstalaciones

El almacenamiento en minas abandonadas es sustituido enalgunos pases como Suiza o Suecia por excavaciones arti-ficiales especialmente construidas para este fin. Suecia dis-pone desde 1988 de una instalacin de almacenamientodefinitivo para residuos de baja y media actividad en ca-vernas rocosas excavadas bajo el nivel del mar Bltico.

En el caso de Suiza an no se ha construido ningunainstalacin, pero su diseo ser similar al sueco aunqueevidentemente no estar situado bajo el mar.

Clausura de instalacionesnucleares y radiactivas

Se entiende por cierre de una instalacin nuclear o radiac-tiva su parada definitiva al finalizar su vida til ya sea pormotivos tcnicos o econmicos.

Se entiende por clausura el conjunto de actividadesdesarrolladas al final de la vida operativa de una instala-cin nuclear o radiactiva para dejar el emplazamiento enun estado seguro para las personas y sin riesgo de daopara el medio ambiente.

Estas actividades incluyen las operaciones necesariasde descontaminacin, desmantelamiento y manipulacindel material radiactivo, incluyendo medidas para evitarriesgos a los trabajadores, la poblacin en general y el me-dio ambiente.

Las instalaciones susceptibles de ser clausuradas perte-necen en su mayora al ciclo nuclear, desde la extraccindel mineral de uranio hasta la produccin de energa elc-trica en las centrales nucleares.

Las principales instalaciones a desmantelar seran lassiguientes:

Minas de uranio Fbricas de concentrados de uranio Fbricas de combustible Centrales nucleares

En este aspecto, en Espaa, ya se han producido algu-nas acciones de clausura como la de la antigua Fbrica deUranio de Andjar (FUA), alguna mina de uranio abando-nada y, sobre todo, el desmantelamiento de la CentralNuclear de Vandells I, que est en sus primeras fases.Como actividad a largo plazo se prev el desmantelamien-to del resto de las centrales nucleares, conforme vayancumpliendo su vida operativa.

Consideraciones finalesNo existe una nica solucin para la gestin de los resi-duos radiactivos. Las soluciones de almacenamiento de loscitados residuos deben ser diversas y cada pas deberadoptar una solucin acorde con sus propias caractersti-cas demogrficas, geolgicas, tecnolgicas, polticas, etc.cumpliendo en todo caso con las seguridades necesariaspara que su gestin no suponga un riesgo inaceptable pa-ra el hombre y el medio ambiente actual y futuro.

La solucin tcnica para el almacenamiento definitivode los residuos radiactivos de baja y media actividad estresuelta a nivel industrial y existen ya varias instalacionesfuncionando en todo el mundo.

Para los residuos de alta actividad an no existe nin-guna instalacin para almacenamiento de los residuosradiactivos generados en usos civiles de la energa nu-clear aunque el estudio de soluciones est siendo obje-to de intensas investigaciones en todos los pases desa-rrollados.

Como en el caso de los residuos de baja actividad, lasolucin no ser nica y lo ms probable es que cadapas se adapte a sus caractersticas y a la forma de sus re-siduos.

La solucin del almacenamiento temporal parece unabuena opcin debido a que permitir almacenar los resi-duos de forma controlada durante decenas de aos lo quedar un margen suficiente para estudiar las tecnologas dis-ponibles e incluso desarrollar otras nuevas que permitanen el futuro determinar cual ser el sistema mejor para laeliminacin o almacenamiento de los residuos radiactivosde alta actividad.

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Esquema delmodelo de

recubrimiento delos residuoas de

baja y mediaactividad en El

Cabril
Conceptos bsicosLos elementos radiactivos y su utilizacinLas centrales nucleoelctricasLos residuos radiactivosClausura de instalaciones nucleares y radiactivasConsideraciones finales

radioisótopos y ambiente

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