Riesgos de las plantas de energía nuclear y los desechos radiactivos: preocupaciones de seguridad y salud

Publicado el 7 septiembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

La energía nuclear

La energía nuclear ciertamente tiene sus pros y sus contras. Se considera una fuente de energía amigable con el clima porque genera energía sin liberar dióxido de carbono, que es un gas de efecto invernadero que se cree que es dañino para la atmósfera. Sin embargo, existen preocupaciones de seguridad que vienen con la energía nuclear, incluida la posibilidad de que una planta de energía nuclear pueda liberar accidentalmente radiación al medio ambiente o ser blanco de un ataque terrorista. También está la cuestión de qué hacer con los desechos radiactivos. En esta lección, exploraremos los riesgos asociados con la energía nuclear y discutiremos cómo se manejan los desechos radiactivos.

La mayoría de los reactores nucleares se basan en el concepto de fisión nuclear. La fisión nuclear ocurre cuando los núcleos de uranio son bombardeados con neutrones. Este bombardeo rompe los núcleos de uranio, liberando calor, radiación y más neutrones. Los neutrones que se liberan provocan una reacción en cadena a medida que se bombardean más núcleos de uranio, liberando enormes cantidades de energía. Esto explica cómo las plantas de energía nuclear pueden generar tanta electricidad a partir de una pequeña cantidad de uranio. Sin embargo, también ayuda a explicar algunas de las preocupaciones que tienen los gobiernos, los científicos y los ciudadanos sobre las ramificaciones de un accidente dentro de una planta de energía nuclear.

Ahora bien, es importante señalar que en una planta de energía nuclear, la reacción en cadena del uranio está controlada. Por tanto, un reactor nuclear no puede explotar como una bomba atómica. Esto se debe a que una bomba nuclear requiere una reacción en cadena incontrolada con combustible de uranio altamente enriquecido. El uranio es un elemento natural muy pesado. Al ser un elemento, puede existir en diferentes formas conocidas como isótopos. Los isótopos son diferentes formas del mismo elemento que contienen diferentes números de neutrones en su núcleo. El isótopo U-235 es importante porque se puede usar en la reacción en cadena de fisión nuclear para crear mucha energía.

A diferencia del uranio utilizado en una bomba nuclear, que está enriquecido en un 90% con el isótopo U-235, el uranio utilizado en un reactor nuclear está solo ligeramente enriquecido, hasta un cuatro o cinco por ciento. Esto limita la cantidad de neutrones disponibles para la reacción en cadena de fisión. Además, la reacción en cadena dentro del núcleo de un reactor nuclear está controlada por barras de control que absorben neutrones para controlar la velocidad de reacción. Una bomba nuclear no utiliza barras de control y, por lo tanto, es una reacción en cadena incontrolada.

Fusión de un reactor

Ahora bien, lo que puede suceder en un reactor nuclear es algo que se llama fusión. Una fusión es un accidente en el que un sobrecalentamiento severo del reactor nuclear da como resultado la fusión del núcleo del reactor. Podría producirse una fusión si hubiera un defecto en el sistema de enfriamiento del reactor que permitiera que uno o más de los elementos del combustible nuclear superaran su punto de fusión. Si ocurriera una fusión, una planta de energía nuclear podría liberar radiación al medio ambiente.

Preocupaciones de salud

La mayor preocupación asociada con un accidente de energía nuclear son los efectos negativos que la exposición a la radiación puede tener en el cuerpo humano. Es interesante notar que estamos expuestos a la radiación de forma natural con solo vivir nuestras vidas. La radiación de fondo natural proviene del espacio exterior e incluso se irradia desde el suelo debajo de nosotros. También puede haber estado expuesto a un procedimiento médico, como una tomografía computarizada, rayos X o medicina nuclear, como una resonancia magnética, que utilizó diferentes tipos de radiación para diagnosticar problemas o tratar una enfermedad.

Para la mayoría de las personas, la exposición de bajo nivel a la radiación que proviene del medio ambiente y los procedimientos médicos no genera ningún problema de salud detectable. Sin embargo, si una persona estuvo expuesta a cantidades significativas de radiación durante un período de tiempo, esta exposición podría dañar las células del cuerpo y provocar cáncer. Si una persona estuviera expuesta a una dosis aguda de altos niveles de radiación, el resultado sería enfermedad por radiación. La enfermedad por radiación se define como una enfermedad causada por la exposición a una gran dosis de radiación durante un período corto de tiempo. Los síntomas pueden incluir quemaduras en la piel, náuseas, vómitos, diarrea, caída del cabello, debilidad general y posiblemente la muerte.

Además de las preocupaciones de salud personal, también existen preocupaciones de salud ambiental asociadas con la generación de energía nuclear. Las plantas de energía nuclear utilizan agua de los lagos y ríos locales para enfriar. Se utilizan fuentes de agua locales para disipar este calor, y el exceso de agua que se utiliza para enfriar el reactor a menudo se libera de nuevo al canal a temperaturas muy altas. Esta agua también puede estar contaminada con sales y metales pesados, y estas altas temperaturas, junto con los contaminantes del agua, pueden alterar la vida de los peces y las plantas dentro de la vía fluvial.

Preocupaciones de seguridad

Desde los ataques al World Trade Center en la ciudad de Nueva York el 11 de septiembre de 2001, han circulado preocupaciones de que los terroristas podrían atacar reactores nucleares con el propósito de liberar materiales radiactivos. Si bien no se puede predecir completamente cómo un reactor nuclear resistiría un ataque terrorista, vale la pena señalar que los muros de contención que rodean el reactor nuclear se construyen típicamente con un revestimiento interior de acero rodeado por dos a cinco pies de hormigón armado. Las plantas de energía nuclear en los Estados Unidos están construidas para resistir huracanes, tornados, terremotos y accidentes de avionetas.

Desechos radiactivos

Pero quizás el mayor desafío que viene con la energía nuclear es cómo lidiar con la eliminación de los desechos radiactivos que se generan durante la fisión nuclear. Los desechos radiactivos no se pueden eliminar por medios convencionales. Esto se debe a que algunas de las formas de desechos radiactivos, como las barras de combustible nuclear gastadas, permanecen radiactivas durante cientos o incluso miles de años. Esto presenta un tremendo desafío cuando se trata de una eliminación adecuada.

Actualmente, el almacenamiento de combustible gastado se gestiona in situ en la central nuclear. El combustible gastado se enfría primero bajo el agua en piscinas de hormigón revestidas de acero. Después de este enfriamiento inicial, los desechos se pueden mover a contenedores sobre el suelo que se construyen con paredes de hormigón armado. Sin embargo, se requiere un almacenamiento a largo plazo para permitir la descomposición de los materiales radiactivos. Las instalaciones de almacenamiento nuclear a largo plazo deben estar ubicadas en ubicaciones geológicas estables que no sean propensas a inundaciones o desastres naturales.

Un depósito potencial en los Estados Unidos es el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain en Nevada, que es un sitio propuesto diseñado para el almacenamiento permanente de desechos nucleares. Las áreas que han sido evaluadas y consideradas sitios apropiados para el almacenamiento de desechos nucleares a largo plazo, como la ubicación de Yucca Mountain, permitirían que los desechos nucleares se almacenen a gran profundidad dentro de la roca, donde podrían aislarse de los humanos y el medio ambiente durante mucho tiempo con poco o ningún mantenimiento. Sin embargo, los debates públicos y políticos han retrasado la implementación del depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain. Esto ha dejado a los Estados Unidos sin un depósito permanente de combustible gastado.

Resumen de la lección

Revisemos. Una reacción dentro de un reactor nuclear está controlada y, por lo tanto, un reactor nuclear no podría explotar como una bomba nuclear. Esto se debe a las barras de control que absorben neutrones para controlar la velocidad de reacción, así como al hecho de que el uranio utilizado en un reactor nuclear solo está ligeramente enriquecido.

Una preocupación con la energía nuclear es el riesgo de un colapso . Una fusión es un accidente en el que un sobrecalentamiento severo del reactor nuclear da como resultado la fusión del núcleo del reactor. También existe cierta preocupación de que las plantas de energía nuclear puedan convertirse en el objetivo de un ataque terrorista al dañar o destruir la instalación nuclear, provocando que la población esté expuesta a la radiación.

Aunque estamos expuestos a bajos niveles de radiación de fondo de forma natural a través del medio ambiente y ciertos procedimientos médicos, los niveles no suelen ser suficientes para afectar negativamente al cuerpo. Sin embargo, la exposición a cantidades significativas de radiación durante un período de tiempo podría dañar las células del cuerpo y provocar cáncer. Si una persona experimenta exposición a niveles altos y repentinos de radiación, el resultado podría ser una enfermedad por radiación .

Una preocupación ambiental asociada con la energía nuclear es el calor, que es un subproducto de la reacción. Se utilizan fuentes de agua locales para disipar este calor, y estas altas temperaturas, junto con los contaminantes del agua, pueden alterar la vida de los peces y las plantas dentro del canal.

Uno de los mayores desafíos que enfrenta la energía nuclear es el almacenamiento de desechos radiactivos. Los residuos se almacenan actualmente en las plantas nucleares en piscinas de hormigón revestidas de acero o contenedores sobre el suelo que se construyen con paredes de hormigón reforzado con acero. Sin embargo, se necesita un almacenamiento a largo plazo para permitir que los desechos se descompongan a un nivel seguro. El depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain en Nevada es un sitio propuesto diseñado para el almacenamiento permanente de desechos nucleares.

Los resultados del aprendizaje

Cuando termine esta lección en video, debería poder:

  • Definir la energía nuclear y cómo funciona
  • Identificar las posibilidades de problemas de liberación de radiación.
  • Explicar la preocupación medioambiental de la eliminación de residuos nucleares.
  • Recuerde que las plantas nucleares podrían ser objetivos de organizaciones terroristas

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