La Granja, 2 de Julio del 2007La Granja, 2 de Julio del 2007

Mesa redonda: Plataformas Tecnológicas en Energía NuclearMesa redonda: Plataformas Tecnológicas en Energía Nuclear

Pio Carmena

Secretario General del CEIDEN

Plataforma tecnologica de I+D de energía nuclear de fisión (CEIDEN)

CURSOS DE VERANO UPMTECNOLOGÍA NUCLEAR Y SOCIEDAD

• Antecedentes: Evolución de la I+D nuclear en España (1950-…..)

• Objetivos del CEIDEN (Visión)• Agenda estratégica del CEIDEN• Composición y funcionamiento del CEIDEN• Programas en curso• El papel del CEIDEN en el Plan nacional de

I+D

Contenido

EVOLUCIÓN DE LA I+D NUCLEAR EN ESPAÑA (1950-1970)

Hitos

– 1951 Creación de la Junta de Energía Nuclear

– 1958 Inicio de operación del primer reactor experimental JEN-1

– 1958-1968 Desarrollo de diseños propios de reactores (DON,

CORAL)

– 1964 Promulgación de la primera Ley de Energía Nuclear

– 1965 Creación de la Asociación de Investigación Eléctrica

(ASINEL)

– 1968 Arranque de C.N. Jose Cabrera como primera central

nuclear comercial en España.

Los primeros pasos: la creación de la JEN y la Ley de Energía Nuclear

EVOLUCIÓN DE LA I+D NUCLEAR EN ESPAÑA (1970-1990)

Hitos

– 1971 Creación de Empresa Nacional del Uranio (ENUSA). Arranque de C.N. Santa Maria de Garoña.

– 1972 Arranque de Vandellós I

– 1980 Creación del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). Creación del PIU.

– 1981-1985 Arranque de CC.NN. Almaraz 1 y 2, Ascó 1 y 2 y Cofrentes

– 1983 Creación del Plan de Investigación Electrotécnico (PIE).

– 1984 Creación de ENRESA

– 1986 Transformación de la JEN al Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas. Intensificación de la I+D en programas de fusión (Tokamaks TJ-I, TJ-II y TJ-III)

– 1987 Primer Plan quinquenal de I+D de ENRESA

– 1987-1988 Arranque de CC.NN. Vandellós II y Trillo

La consolidación del Sector Nuclear. El Programa de Investigación Electrotécnico (PIE)

EVOLUCIÓN DE LA I+D NUCLEAR EN ESPAÑA (1990-….)

Hitos

– 1994 Creación de la Agrupación eléctrica para el Desarrollo

Tecnológico Nuclear (DTN).

– 1997 Finalización de PIE. Creación de PCI CSN-UNESA

– 1998 Creación de los PCIs CSN-ENRESA y CSN-ENUSA.

– 1999 Creación del Comité Estratégico de Investigación y

Desarrollo Nuclear (CEIDEN)

– 2007 Creación de la Plataforma Tecnologica de I+D de energía

nuclear de fisión CEIDEN

La era de la competencia. Los Programas Coordinados de Investigación (PCIs) y el CEIDEN

OBJETIVOS DE LA PLATAFORMA TECNOLÓGICA CEIDEN

Visión:1. Impulsar el crecimiento de la base científica y

tecnológica de la energía nuclear de fisión, mediante el fomento de la participación de Empresas, Organismos y Grupos de investigación en este campo.

2. Formar una entidad de coordinación de iniciativas de I+D+i a nivel nacional, que permita fomentar la colaboración entre los diferentes actores: Empresas, Administración, Centros de investigación y Universidades, en el desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas a la utilización de la energía nuclear de fisión.

3. Sugerir al Plan nacional de I+D las preferencias tecnológicas del Sector.

Visión (continuación):

4. Formar una entidad de asesoramiento y coordinación a nivel nacional que permita afrontar proyectos internacionales de modo coherente, incrementando las oportunidades para las empresas e instituciones de I+D españolas en proyectos internacionales mediante estrategias comunes.

5. Detectar los órganos de decisión o comités de proyectos internacionales para sugerir la participación institucional española en dichos órganos.

6. Promoción de la tecnología española en los foros que corresponda.

OBJETIVOS DE LA PLATAFORMA TECNOLÓGICA CEIDEN

AREAS CONTEMPLADAS EN LA AGENDA ESTRATEGICAAREAS CONTEMPLADAS EN LA AGENDA ESTRATEGICA

Comportamiento de materialesComportamiento de materiales

Fiabilidad de combustibleFiabilidad de combustible

GestiGestióón de residuos de alta actividad y de combustible gastadon de residuos de alta actividad y de combustible gastado

Ensayos no destructivos (END) y caracterización de materiales

Fiabilidad de equipos y gestión de activos

Instrumentación y control

Tecnología de Seguridad y del riesgo y sus aplicaciones

Residuos de baja actividad y Protección Radiológica

Desarrollo de nuevas plantas nucleares

AGENDA ESTRATEGICA DE LA PLATAFORMA TECNOLÓGICA CEIDEN

AGENDA ESTRATEGICA: Comportamiento de materiales

Se ha avanzado significativamente en los temas de comportamientode materiales sometidos a condiciones de altas presiones, temperaturas y radiación ionizante, identificando causas de aparición de grietas y conociendo sus mecanismo de crecimiento. Se está en proceso de concretar y conocer con precisión las acciones correctoras: nuevos aleaciones, técnicas de inspección, condiciones de operación del primario. Por ello hay que seguir investigando en estos temas, que por su dimensión y coste precisan de una intensa colaboración internacional, y de donde se podrán obtener entre otros retornos, el desarrollo de programas de inspección específicos para las materiales susceptibles y el consecuente desarrollo de actuaciones de mitigación y/o reparación de las problemáticas asociadas

AGENDA ESTRATEGICA: Fiabilidad de combustible

Se ha consolidado la participación española en programas de I+D internacionales sobre combustible nuclear, así como el fomento regular de programas propios orientados hacia la optimización de la utilización del combustible, a preservar la máxima fiabilidad durante la operación y a la caracterización de las propiedades del combustible gastado. La capacidad española de fabricación y la gestión integrada del combustible nuclear fresco y gastado, reconocida internacionalmente, inciden sobre el interés y vigencia de estos programas para nuestro país. El conjunto de ellos constituyen un pilar primordial para garantizar la operación segura de las plantas, la reducción de los costes asociados a dicha operación y la disminución progresiva de los residuos que se generan.

AGENDA ESTRATEGICA: Gestión de residuos de alta actividad y combustible gastado

El desarrollo de capacidades tecnológicas y conocimientos para la gestión final del combustible gastado y los residuos de alta actividadhan progresado notablemente, si bien será necesario continuar la mejora de la seguridad a largo plazo de los sistemas de almacenamiento, en conexión con la reducción de volumen y de la radiotoxicidad de los residuos a almacenar a través de la separación y transmutación.

AGENDA ESTRATEGICA: Ensayos no destructivos (END) y caracterización de materiales

Este área esta íntimamente ligada a la de comportamiento de materiales y persigue el desarrollo de técnicas de caracterización de materiales para conocer con precisión su estado, los posibles procesos de deterioro asociados a su operación y sus capacidades residuales. Además, las empresas españolas también tienen reconocido prestigio internacional en este campo. Todo ello obliga a tener que disponer de tecnologías punteras en este campo, que puedan ser además validadas de acuerdo con las normativas vigentes con el fin de alcanzar su automática aceptación y cualificación en el entorno internacional.

AGENDA ESTRATEGICA: Fiabilidad de equipos y gestión de activos

La búsqueda de mayores niveles de eficiencia de las instalaciones actuales están ligadas a mejores técnicas de diagnostico y mantenimiento de los equipos de la misma. Hay diversas metodologías en desarrollo para incrementar esta eficacia, que también tienen relación con la de operación a largo plazo de las instalaciones y que pueda contribuir a soslayar los problemas crecientes de obsolescencia de equipos clase, que se consideran críticos para la operación de las actuales plantas

AGENDA ESTRATEGICA: Instrumentación y control

La instrumentación y control afecta a todas las facetas de la operación de las centrales. Los actuales diseños y componentes de los sistemas de I&C están siendo superados por nuevas tecnologías y por la obsolescencia de los repuestos. Los esfuerzos actuales están dirigidos a desarrollar técnicas para el mantenimiento y, en su caso, actualización de los sistemas actuales.

AGENDA ESTRATEGICA: Tecnología de Seguridad y del riesgo y sus aplicaciones

Actualmente se consideran adecuados los proyectos en curso relativos a accidentes severos y técnicas probabilísticas de seguridad. Habría que trabajar en los temas de efectos en las instalaciones de riesgos asociados a su entorno eléctrico (capacidad de transmisión, estabilidad de las redes, etc.).

Los temas de los factores humanos y la influencia de la organización en la seguridad han sido suficientemente cubiertos en cuanto al diagnostico de situaciones, pero quedaría por completar el desarrollo de técnicas de mejora de las organizaciones.

AGENDA ESTRATEGICA: Residuos de baja actividad y Protección Radiológica

La gestión de los residuos de baja y media actividad, pese a estar tecnológicamente resuelta debe incorporar los nuevos desarrollos relacionados con la caracterización de los residuos y la reducción del volumen. La tecnología para optimizar los desmantelamientos, en lo referente tanto a volumen y tipo de residuos a generar como a protección radiológica operacional será fruto también de actividades de I+D. Otro tema de interés sería el desarrollo de equipos autómatas para desclasificación de hormigones y quizá la caracterización de materiales (suelos contaminados)En el área de la Protección Radiológica operacional está bien desarrollada la tecnología de dosimetría externa con diferentes opciones de dosímetros de estado sólido, y queda por finalizar algunos aspectos relacionados con la dosimetría interna así como en las dosimetría especiales tales como la de extremidades. Así mismo están en desarrollo técnicas de ayuda para la gestión de los trabajos con radiaciones. La vigilancia radiológica ambiental ha avanzado mucho con las redes de medida existentes, habiéndose cubierto adecuadamente algunos temas como la exposición al radón con los proyectos actuales. Están en curso los estudios sobe protección radiológica en instalaciones cuyos proceso intensifican las concentraciones de materiales radiactivos naturales (NORM), con objeto de evaluar si hay necesidad de tomar medidas regulatorias en los mismos.

AGENDA ESTRATEGICA: Desarrollo de nuevas plantas nucleares

La generación eléctrica mediante fuentes libres de CO2 ha dado un renovado interes mundial a la energía nuclear, por lo que resulta interesante mantenerse actualizado sobre las aplicaciones tecnológicas de la Generación III y III plus que algunos países (USA, Francia, Finlandia, Japón y China están realizando.En este mismo sentido, la Generación IV incorpora el concepto de sostenibilidad, mediante una utilización mucho más eficiente del combustible nuclear, además del tratamiento del combustible gastado. El conocimiento de la evolución de la tecnología es útil para un país como España, que tiene una parte de su generación de origen nuclear. Estos conocimientos tecnológicos serán asimismo útiles para un futuro licenciamiento. Los marcos de desarrollo para GIV serán los proyectos europeos y la iniciativa INPRO, entre otros.

Composición del CEIDEN

Sectores Num. Miembros Representantes

Empresas electricas 4 3Empresas del ciclo de combustible 2 2Universidades 7 1Empresas de servicios 6 1Empresas de ingenieria y construcción 10 1Entidades de I+D 3 2

Empresas de bienes de equipo 2 1

Varios (Asociaciones, etc.) 2Consejo de Seguridad Nuclear 1 2Ministerios Industria y Educación 2 2

Total Miembros 39 15

•Almacenamiento y transporte en seco del combustible gastado.

•Aprovechamiento y estudio de materiales de C.N. Jose Cabrera.

•Iniciativa Jules Horowitz Reactor.

•Reactores avanzados.

•Protección Radiológica: Dosimetría interna.

PROGRAMAS ACTUALMENTE EN CURSO

ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE EN SECO DEL COMBUSTIBLE GASTADO

El objetivo de este Programa es mejorar el conocimiento relativo al transporte y almacenamiento en seco de elementos combustibles gastados.Participan actualmente en el mismo ENUSA, ENRESA, CSN, CIEMAT, Empresas Eléctricas y ENSA.Tiene un presupuesto de orden de 1,5 M€ para el periodo 2004-2008, aportado por los participantes en el mismo.Mantiene colaboraciones con la UPM, Studsvik Nuclear AG y ORNL, entre otros.

Comprende varios proyectos individuales coordinados por un Comité de Dirección del Programa.

APROVECHAMIENTO Y ESTUDIO DE MATERIALES DE C.N. JOSE CABRERA.

El objetivo de este Programa es mejorar el conocimiento de los materiales sometidos a condiciones de operación reales en centrales nucleares, en concreto establecer mecanismos de los procesos de envejecimiento que afectan a los internos de los reactores tipo LWR; generar modelos de aplicación a la evaluación de la integridad estructural y determinación de vida útil; e identificar soluciones y procedimientos de mitigación o reparación

Participan en el mismo CIEMAT, CSN, Empresas Eléctricas y ENSA.Tiene un presupuesto inicial de orden de 1,6 M€ para la extracción de los materiales, aportado por los programas internacionales (IASCC y NEA) a los que van destinados estos materiales.

INICIATIVA JULES HOROWITZ REACTOR.

El objetivo de este Programa es participar en una iniciativa internacional, liderada por el CEA francés, para construir un nuevo reactor experimental de agua ligera e instalaciones experimentales asociadas, con objeto de poder realizar experimentos sobre temas relacionados con:

Extensión de vida de las plantas actualesAumento de quemado del combustibleMejora de la eficiencia y de la economía del ciclo termohidráulicoNuevo diseño de reactoresProcesos de transmutación.

Participan en el proyecto CIEMAT, CSN, ENUSA, ENSA, EE.AA., TECNATOM y SOCOIN. Tiene un presupuesto total del orden de 500 M€ de los cuales España aportaría equipos y servicios para el futuro reactor valorados en 9 M€ (2%). El acuerdo internacional se ha firmado a principios del 2007 y el proyecto esta previsto finalizarlo el año 2014.

REACTORES AVANZADOS

Recientemente se ha creado un Grupo para coordinar los trabajos relacionados con los reactores avanzados, con los siguientes objetivos:

1.- Estudio de alternativas energéticas para España a medio y largo plazo, e identificación de posibles diseños de producción de energía nuclear mas adecuados para el contexto socio-económico nacional (Aplicación de metodología de la OIEA e INPRO). 2.- Análisis de las nuevas tecnologías para identificar los desarrollos adicionales necesarios para el licenciamiento de los nuevos diseños de reactores avanzados y proponer mecanismos que agilicen los plazos de tramitación de los diferentes permisos. 3.- Estudio de las necesidades para la identificación de oportunidades de participación de la industria nuclear española en el diseño y construcción de futuras unidades nucleares de GIII y GIII+ dentro y fuera de nuestro país4.- Participación estructurada y organizada en Proyectos Europeos de GIV relevantes.

A este Grupo se han incorporado los representantes de todos los Sectores del CEIDEN.

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA: DOSIMETRÍA INTERNA.

También recientemente se ha creado un Grupo para mejorar las capacidades de interpretación de los resultados de dosimetría interna y la toma de acciones subsiguientes, tanto para medidas in-vivo como in-vitro (muestras biológicas), con los objetivos concretos de:

1.- Ampliar las capacidades actuales de la metodología de evaluación de dosis internas, incorporando los nuevos modelos gastrointestinal y de heridas de ICRP.

2.- Desarrollar de una herramienta informática de ayuda a la toma de decisiones para la interpretación de resultados de dosimetría interna (Proyecto IDEAS del OIEA con apoyo de IMBA del Health ProtectionAgency del RU)

3.- Potenciar de las capacidades nacionales (laboratorios radioquímicos) y de los Servicios de Dosimetría Personal Interna, para que puedan cuantificar e interpretar en términos dosimétricos la exposicióninterna de trabajadores a emisores alfa a través de muestras biológicas.

A este Grupo se han incorporado el CSN, CIEMAT, Empresas eléctricas, ENUSA, ENRESA, GEOCISA, Medidas Ambientales y TECNATOM, como Centro de Dosimetría interna del Sector Eléctrico.

El papel del CEIDEN en el Plan nacional de I+D: Plataformas tecnológicas involucradas en el área de energía

NACIONAL EUROPEA SECRETARÍA

1 Plataforma Fotovoltaica PhotovoltaicsASIF (Asociación Española de la

industria fotovoltaica)

2Plataforma Tecnológica

Española del Hidrógeno y de las Pilas de Combustible

Hydrogen and Fuel Cell

Platform - HFP

AeH2 (Asociación Española de Hidrógeno)

3Red Tecnológica del Sector de la Energía en Canarias.

Red TECNERNo existe

4 Red Científico Tecnológica del Sector Eólico windplatform

AEE (Asociación Empresarial Eólica)

5 Plataforma Española de Redes Eléctricas del Futuro

ired-cluster Endesa

6Plataforma Tecnológica

Española del CO2

Zero Emission Fossil Fuel

Power Plants - ZEP

CIRCE

7 Plataforma Tecnológica de Fusión

efda CIEMAT

8 Plataforma Española de la Biomasa

European Biofuels

Technology Platform

Inasmet

9Plataforma tecnologica de I+d de energía nuclear de

fisión CEIDEN

Sustainable Nuclear Fission

Technology

Endesa Generación

El papel del CEIDEN en el Plan nacional de I+D: Lineas propuestas en el área de energía nuclear

•Nuevas características de diseño en reactores avanzados. Simulación, evaluación y licenciamiento de Reactores GIII y GIII+. Reactores de Generación IV. •Tecnologías para inspeccionar y evaluar los mecanismos de degradación de componentes y el control del envejecimiento, para mejorar las condiciones de explotación y sustitución de componentes en centrales. Gestión de vida.•Optimización de las condiciones de operación de los reactores: aumento del grado de quemado del combustible, subidas de la potencia específica del combustible, mejoras en el diseño del combustible, comportamiento del combustible en condiciones de accidente de diseño, fiabilidad de equipos y gestión de activos, tecnología de Seguridad y del riesgo y sus aplicaciones, instrumentación, factores humanos, etc.•Almacenamiento en seco del combustible irradiado: caracterización propiedades del combustible irradiado y sus materiales constituyentes, y desarrollo de sistemas de inspección no destructivos.•Residuos de baja actividad y protección radiológica. Mejora de técnicas aplicables a los procesos de desmantelamiento.•Tecnologías para reciclado, separación y transmutación de radioisótopos de vida larga contenidos en el combustible nuclear gastado.•Tecnologías de almacenamiento geológico profundo de residuos radiactivos de alta actividad.