En 1979, se estrenó una película de cine de catástrofes llamada “El Síndrome de China,” en la que se narraban fallos y encubrimientos en una central nuclear. El título aludía a la sugerencia de que, en caso de un fallo masivo, el combustible nuclear se filtraría a través del suelo, hasta llegar al lado opuesto del planeta. Aunque China no está en las antípodas de California, el nombre se quedó. Ayudó mucho, por supuesto, el que doce días después de su estreno el mundo asistiera al fallo en la central nuclear de Isla Tres Millas. Treinta años después, Homer Simpson afirmaba que su jefe no le había despedido “a pesar de tres fusiones y un Síndrome de China.” Es un episodio muy gracioso. Por desgracia, en estos momentos Japón tiene un reactor nuclear al borde de una fusión (entendido como fundición de metal y su paso a líquido, no a fusión termonuclear).
Mientras estamos en vilo con lo sucedido en Japón recientemente, y teniendo en cuenta que un reactor nuclear está en dificultades, considero buena idea dar una rápida introducción a la tecnología nuclear. Señores, señoras, vamos a construir un reactor nuclear.
Lo primero que necesitamos es el material fisionable. Eso es fácil. Basta con algo de uranio, plutonio o torio. Cuando un núcleo de esos elementos recibe un neutrón, se divide en dos fragmentos. En el proceso libera energía y dos neutrones, que luego impactarán con dos núcleos atómicos, produciendo cuatro neutrones, que fisionarán otros cuatro núcleos, los cuales emitirán ocho neutrones, y así sucesivamente.
Por supuesto, queremos que la reacción nuclear sea controlada, no explosiva. Para ello, utilizaremos dos trucos. El primero es diluir el material fisionable, de forma que no podamos obtener una explosión nuclear ni siquiera por accidente. El segundo es introducir material que absorba disminuya la velocidad de los neutrones, de forma que podamos controlar la producción de energía. A ese material que modera el flujo de neutrones lo llamaremos moderador.
En tercer lugar, hemos de extraer la energía para usarla a nuestro gusto. Para ello, nada mejor que un líquido refrigerante, que además servirá para evitar que el reactor se caliente demasiado. El refrigerante pasará el calor a un sistema de turbinas que, conectadas a un generador, producirá electricidad, justo lo que deseamos. Después de ello, el refrigerante pasará por un sistema condensador, donde se le extraerá el calor que le quede, y volverá de nuevo a pasar junto al material fisionable, donde volverá a calentarse, y así una y otra vez.
Por último, pero lo más importante, no queremos que escape radiactividad, ni neutrones, ni nada dañino. Por eso, el material fisionable, el moderador y el refrigerante están contenidos en la vasija de confinamiento o núcleo, una especie de olla exprés con paredes de acero y cemento de varios metros de espesor. Dicha vasija, a su vez, está contenida dentro de una estructura de confinamiento secundaria.
Dependiendo de lo que usemos como moderador y refrigerante, el reactor será de uno u otro tipo. En el caso de la planta nuclear de Fukushima, es un reactor de agua en ebullición, donde se utiliza agua normal y corriente como moderador y refrigerante. Y con eso, nos vamos al Japón. Las últimas noticias al escribir estas líneas indican una explosión en uno de los reactores, así como la liberación de material radiactivo en cantidades desconocidas.
Aunque la información es aún escasa, podemos conjeturar. Una explosión de tipo nuclear está descartada. No solamente la concentración de material fisionable lo hace inviable, sino que un estallido nuclear hubiera desintegrado completamente la central entera, junto con todo lo que estuviese a kilómetros de distancia. Eso nos deja con una explosión convencional, de tipo químico. Según las autoridades japonesas, se ha debido a una concentración de hidrógeno y oxígeno. ¿De dónde han salido? Muy probablemente, del núcleo. El combustible nuclear está envuelto por un cilindro de circonio. A temperaturas altas, el circonio reacciona con el agua produciendo óxido de circonio e hidrógeno. Puesto que la presión en la vasija es tan alta, han tenido que efectuar una liberación de emergencia. Es decir, la olla ha dejado escapar algo de vapor junto con hidrógeno, el cual ha reaccionado con el oxígeno del aire para producir una explosión. Según las autoridades japonesas, la explosión no ha afectado a las vasijas de confinamiento, cosa lógica, pues están diseñadas para resistir casi todo.
Quedan, no obstante, dos grandes problemas. El primero concierne la radiación liberada. Aunque sea en cantidades pequeñas, eso indica que hay una ruptura en alguna parte. El lugar más probable es el circuito primario, el conjunto de tuberías por donde circula el refrigerante. Según el gobierno japonés, no hay fugas significativas de material radiactivo, así que todo indica que la liberación radiactiva que se ha medido se debe a la liberación de emergencia de vapor.
El otro problema, el más crucial, se refiere a la refrigeración en sí. Aunque la reacción de fisión se haya detenido, los subproductos son radiactivos y calientan el refrigerante de la vasija. Las bombas que impulsan el refrigerante están detenidas. Normalmente deberían funcionar gracias a la electricidad de la red eléctrica, y en caso de emergencia, gracias a un sistema diesel. Ambos sistemas han fallado. Tan sólo hay un sistema con baterías, y eso está manteniendo el reactor dentro de límites seguros. Pero las baterías durarán solamente unas horas, y después de eso no habrá forma de bombear el calor fuera de la vasija de confinamiento. Para empeorar las cosas, Fukushima es un reactor de los años 70. Los modelos más modernos utilizan un sistema adicional de enfriamiento de emergencia, usando la propia convección del agua para mover el refrigerante. Es una medida que hubiera ayudado en un caso extremo como este, pero por desgracia, el reactor de Fukushima no dispone de esta ayuda.
Las últimas noticias indican que se está preparando una refrigeración de urgencia, usando agua del mar combinado con ácido bórico (el boro es un buen moderador material absorbente de neutrones), pero las réplicas al terremoto están dificultando los trabajos. Si habéis visto alguna vez alguna película tipo Godzilla, donde los esforzados ingenieros y soldados luchan a brazo partido contra la adversidad, con una mirada impávida y al pie del cañón hasta el último momento. Desde aquí, ruego porque tengan éxito.
Si todo ello fallase, tendríamos lo que se denomina una fusión (meltdown). No se trata de fusión nuclear, sino de fundición: el núcleo del reactor se convierte en metal líquido. En ese caso, más de cien toneladas de material fundido altamente radiactivo caerán al suelo del edificio de contención, donde se encuentra la última línea de defensa: un sistema de contención formado por un suelo ultrarresistente de hormigón. Si ese suelo fallase, el material fundido caería profundamente, alcanzando las capas freáticas y liberando su radiactividad por el agua subterránea. Es un fenómeno denominado Síndrome de China, que se hizo famoso porque la película del mismo nombre fue emitida apenas un par de semanas antes del famoso incidente de la central nuclear Isla Tres Millas. Hay que puntualizar que el Síndrome de China nunca ha sucedido hasta ahora … salvo en los episodios de Los Simpson.
Y eso, de momento, es cuanto sé del asunto en estos momentos, a las 13:20 del Domingo 13 de Marzo de 2011.
ACTUALIZACIÓN (13/3, 20:30h). He encontrado una buena explicación gráfica sobre el accidente de Fukushima, en El País
[Publicado en Amazings el 14/03/2011 con el título “Conociendo cómo funciona un reactor nuclear]
