FICHA CRONOLOGICA DEL DESASTRE DE FUKUSHIMA

EL DÍA VIERNES 11 DE MARZO:

Ocurrió uno de los terremotos más devastadores de la historia de Japón y del mundo:

• El terremoto corta el flujo de energía eléctrica y el motor diesel de emergencia de la central y la falta de energía paraliza el mecanismo de refrigeración de la planta, que cuenta con seis reactores de agua en ebullición.

• Las autoridades declaran "situación de emergencia nuclear" en la central nuclear y en otra planta vecina, la número 2 de Fukushima, que también vio alterado su suministro eléctrico. El Gobierno dice que no existen fugas radiactivas.

• Son evacuados 3.000 vecinos en un radio de tres kilómetros alrededor de las instalaciones.

SÁBADO 12 DE MARZO:

• Se amplía la zona de evacuación a un radio de 10 kilómetros en torno a la planta nuclear.

• Para rebajar temperatura en los reactores el Gobierno ordena, por primera vez, que se abran de forma controlada las válvulas de los reactores, para liberar vapor y tratar de rebajar la presión en su interior.

• El primer ministro japonés, Naoto Kan viaja a Fukushima para inspeccionar la planta, donde la radiación sube a un nivel inusual, de acuerdo con la Agencia de Seguridad Nuclear de Japón. Admite que la operación liberó cantidades de radiación "mínimas", aunque mantiene un mensaje de calma a la población al asegurar que las eventuales fugas eran "asumibles".

• 15.36 horas: Se registra una fuerte explosión en la central nuclear de Fukushima, al parecer cuando un equipo trataba de enfriar un reactor nuclear de la planta número 1. Hay cuatro heridos.

• El Gobierno asegura que la explosión no fue en el reactor ni generó una fuga radiactiva importante. La explosión, que tampoco dañó el depósito que protege al reactor, se debió a una reacción química entre hidrógeno y oxígeno.

• El Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA ofrece asistencia técnica y afirma que el núcleo del reactor no fue dañado.

• Se amplía la zona de evacuación a 20 kilómetros.

• Se inyecta agua marina y ácido bórico en el recipiente primario de contención como refrigerante para tratar de enfriar el reactor

• Las autoridades catalogan la explosión en el nivel 4 de 7 de la Escala Internacional Nuclear y de Sucesos Radiológicos (INES, por sus siglas en inglés).

ASÍ ES COMO TRABAJA UN REACTOR NUCLEAR

1.- EL VAPOR:

Aunque hay más de una manera de generar electricidad, la gran mayoría de las centrales del mundo opera mediante la conversión de energía mecánica en energía eléctrica a través de una turbina. Las centrales hidroeléctricas accionan la famosa turbina obligando al agua a empujar unas paletas (igual que un molino de agua). Las centrales eólicas hacen lo propio con la fuerza del viento y el giro de una hélice. Las centrales termoeléctricas, en cambio, usan el mismo sistema de las locomotoras de vapor: calientan agua, el agua se convierte en vapor, el vapor está sujeto a la ley de los gases y junto con el calor aumenta su presión.

Esa presión acciona un émbolo o cualquier otro dispositivo mecánico imprimiéndole una rotación, y esa rotación, que en las antiguas locomotoras movía el ferrocarril, en una central termoeléctrica hace girar la turbina.

En otras palabras, con todas las refinaciones y avances de por medio, bien en el fondo seguimos (la figura que ven abajo). La única diferencia es que en vez de quemar leña se quema carbón, diesel, gas natural o Uranio. Bueno, la verdad es que el uranio no se “quema”, y que eso nos lleva a la segunda parte.

2.- LAS FUERZAS ELEMENTALES DE LA NATURALEZA

La física contempla cuatro fuerzas elementales definen la realidad como la conocemos.

La fuerza gravitatoria. Esta la planteó Newton y es lo que permite que tengamos los pies sobre la tierra la mayor parte del tiempo, que la Luna no se arranque de la Tierra ni la Tierra del Sol. Básicamente, la atracción entre dos cuerpos es proporcional a la masa de ambos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Cuando al menos una de las masas es muy grande, ejerce atracción gravitatoria sobre los otros cuerpos, y es mayor mientras mayor es la masa.

La fuerza electromagnética. Es lo que explica los imanes y los electroimanes. Básicamente, las partículas con igual carga eléctrica se repelen, mientras que aquellas con carga contraria se atraen.

Las interacciones nucleares fuertes, son las que impiden que las partículas que componen en núcleo del átomo se separen, aunque al ser de la misma carga debieran repelerse por la fuerza electromagnética.

Las interacciones nucleares débiles.

Pues bien, cuando se divide el núcleo de un átomo, digamos en dos mitades parecidas, la fuerza que las mantenía unidas (interacción nuclear fuerte) queda libre, y se manifiesta en forma de calor. El principio de un reactor de fisión es hacer que los núcleos de Uranio 235 se separen en núcleos de Kriptón y Bario. También se puede usar plutonio en vez de Uranio y los subproductos pueden ser distintos, pero para lo que nos importa digamos que pasa como en el dibujo siguiente.

Tenemos un Isótopo de Uranio 235 relativamente estable pero sumamente tóxico. Se le bombardea con neutrones y durante unos instantes existe como Uranio 236, colapsando rápidamente en Kriptón y Bario, y liberando 3 neutrones. Uno o más de esos neutrones impactará a otro Uranio 235 y se generará una reacción en cadena. Por cada núcleo de Uranio 235 fisionado se va liberando energía. Esa energía calienta un circuito de agua, el agua se evapora y volvemos al ejemplo de la turbina y la locomotora.

FISIÓN CONTROLADA

A diferencia de una bomba nuclear, un reactor nuclear mantiene una cantidad de Uranio en celdas separadas (elementos de combustible nuclear) de manera que la reacción en cadena no encuentre más que unos pocos núcleos vecinos que fisionar. El uranio que compone estos elementos de combustible se ubica en la forma de pellets sólidos de pocos milímetros, que se van consumiendo conforme la reacción avanza. Entre las celdas hay camisas de un elemento aislante como el circonio, capaz de absorber los neutrones locos sin propagar la reacción. A estas camisas de circonio se les llama “varillas de control”.

Cuando se detecta una emergencia, como la que ocurrió en Fukushima, los mecanismos de seguridad ponen las varillas haciendo que las celdas queden ciegas, de modo que la reacción en la celda activa se completa y luego el reactor queda inerte. Esto implica que no se puede detener la reacción en una celda una vez que ya ha empezado, y hay que hacer algo con el calor que seguirá liberando hasta completarse, haciendo recircular el agua durante todo el proceso.

¿Qué pasó en Fukushima?

A diferencia de las centrales nucleares en las que el sistema de enfriamiento está dotado de seguridad intrínseca (o sea, en el peor de los casos decae siempre a un estado más seguro) en la planta de Fukushima que tiene unos 40 años, el sistema de enfriamiento depende de un ciclo de recirculación de agua, similar al radiador de un auto, que no funciona sin energía. Actualmente estos sistemas de recirculación se autoalimentan usando la gravedad y el calor latente del reactor.

Cuando ocurrió el terremoto, en Fukushima los sistemas de alerta temprana bajaron las varillas de circonio y cada celda de combustible quedó ciega, pero la celda activa obviamente se siguió consumiendo. Lo malo es que fallaron los sistemas de alimentación eléctrica diesel de emergencia y el agua dejó de circular. Dentro de tres reactores de la zona el agua estancada empezó a recalentarse, convirtiendo el núcleo de éstos en una caldera con mezcla de líquido y vapor a alta presión, superando en un 50% la presión de diseño.

Los reactores están rodeados de paredes de concreto de dos metros de espesor, que pueden aguantar el impacto de un avión, pero eso no significa que sean infinitamente fuertes. Eventualmente, si la mezcla líquido vapor del interior supera una determinada presión, efectivamente podría destruir las paredes y sería una catástrofe épica, lo que llamamos un Nuclear Meltdown como ocurrió en Chernobyl.

Sin embargo, antes de que eso ocurra, los operadores procederían a liberar parte de la mezcla líquido vapor, como ocurre al purgar una olla a presión. Este vapor es radioactivo pero no trae

ningún componente realmente peligroso. Probablemente vengan algunos isótopos de gases corrientes que se degradarán en pocos minutos dejando como consecuencia una emisión no muy agradable de rayos Gamma. En otras palabras, el vapor liberado no genera contaminación radioactiva de largo plazo, pero no querrías estar ahí por nada del mundo, y por eso hay que evacuar algunos kilómetros a la redonda so pena de sufrir quemaduras radioactivas.

El caso de Fukushima es particularmente grave porque la liberación de presión en el núcleo del reactor fue tan violenta que generó una verdadera explosión. ¿Cómo puede pasar esto, si el vapor no es inflamable? Bueno, todo es cuestión de temperatura. Cuando las celdas de combustible están realmente calientes (y sin circulación de agua estamos hablando de temperaturas MUY altas) más que evaporar el agua circundante la descomponen en hidrógeno y oxígeno. Cuando se abrió el reactor 3 en Fukushima para aliviar la presión no sólo salió vapor de agua con isótopos levemente radioactivos, sino que salió mucho hidrógeno. El hidrógeno ionizado requiere de una simple chispa para estallar, y eso es lo que ocurrió.

La explosión de hidrógeno dañó algunas estructuras de contención y dejó a varias personas heridas (aunque no necesariamente por quemaduras radioactivas). Se supone que no dañó la pared de concreto de 2 metros, pero sí otras envolturas que existen, justamente, como segundas y terceras líneas de defensa. En segundo lugar, la empresa a cargo no tiene la seguridad de que las medidas para restablecer los ciclos de refrigeración estén funcionando. Sigue latente el riesgo de que uno o más de estos reactores colapsen y expongan sus celdas de combustible al medio ambiente.

UN ANÁLISIS DE LAS CONSECUENCIAS DEL DESASTRE NUCLEAR

Que es un reactor nuclear?

Un reactor nuclear no es otra cosa que una instalación especial, donde se crea o fabrica en forma controlada, una reacción de fisión para producir energía.

Hay dos clases de reactores nucleares: los de presión, o como en el caso del reactor nuclear japonés de Fukushima, de ebullición. Este actúa de tal forma, que el calor que desprende la fisión del uranio u otro elemento radiactivo, convierte al agua en vapor el que a su vez, acciona una turbina que posee un alternador especial para producir energía.

El uranio, que en la escala periódica de los elementos, lleva el número 92, tiene tres isótopos, el u-238, el u-235 y el u-234. Los número 238/35 y 34, determinan el peso atómico del isótopo, que a su vez señala, las veces en que ese isótopo es más pesado que el hidrógeno, que lleva el número uno, el isótopo de un elemento, tiene las características de ese elemento pero a diferencia del mismo su masa es distinta.

Un reactor nuclear es una bomba atómica controlada, dentro del reactor, esa energía en forma de luz solar, se ve casi benevolente, pero es fisión nuclear y detesta estar confinada. La fisión

se produce cuando -valga la redundancia- se fisiona el núcleo del átomo, al producirse esta fisión, la misma libera una cantidad enorme de energía. Las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki en 1945, eran armas de fisión... todavía no existía la fusión nuclear que es un procedimiento a la inversa.

Si estallara un reactor nuclear común, sería el estallido de una bomba del orden del kilotón = a miles de toneladas de TNT, pero solamente por la explosión.

En el aspecto nuclear, después de la explosión se produce el drama. Hay varios pasos en una explosión atómica.

1ro la "bola de fuego"

2do la energía térmica

3ro la radiación

4to el pulso electromagnético.

El resultado es que después de la explosión de un reactor- por ejemplo-, un 85% de la fisión nuclear aproximadamente, está constituida por rayos gamma, los cuales son extremadamente nocivos, en un microsegundo estos rayos, son absorbidos y dispersados, convirtiendo la radiación gamma en radiación térmica y energía cinética por onda de choque.

En síntesis, estos son los dos principales efectos de una explosión nuclear. El resto de la energía se libera en forma de "fallout", lluvia plateada o lluvia radiactiva.

El único y real problema es el estroncio 90, un pernicioso isótopo de este elemento, que queda en forma residual en la alta atmósfera. El mismo es de un riesgo sanitario importante, debido a que es absorbido por el cuerpo humano como el calcio y es el provocador principal que produce cáncer óseo, en el 98% de los casos puntuales aproximadamente. Como este elemento cae en forma de "fallout", el problema se circunscribe a los vientos, en todas las capas de la atmósfera terrestre, desde los mil metros sobre el nivel del mar, a " moverse" por cualquier cuadrante en el calmo y diáfano espacio de la estratósfera.

Si estalla un reactor en Fukushima, pueden llegar a estallar los otros cinco y ahí nos encontraríamos ante un gravísimo problema, no solo para Japón, sino para todo el mundo, porque dependeríamos de los vientos y de la lluvia radiactiva.

Cuando esta lluvia toca tierra, convierte en isótopos radiactivos los elementos constitutivos del suelo, hierro, aluminio, zinc, cobre, etc. También morirá el pasto y los animales que se alimentan de él, se contaminará el agua y morirán los peces que viven en ella, es decir, sería un problema a nivel globo.