El Residuo Radiactivo

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre el residuo radiactivo. Nota: Puede interesar asimismo la información relativa a lo siguiente:

• Radiactividad
• Efluente Radiactivo
• Regulación Internacional de los Residuos Radiactivos
• Contaminación Radiactiva
• Materia Radiactiva

Visualización Jerárquica de Residuo Radiactivo

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• Tecnología nuclear > Reprocesado del combustible

Residuo Radiactivo

Cantidades indicativas de residuos radiactivos

Los residuos radiactivos son generados por las siguientes actividades:

• usos médicos (radiodiagnóstico y radioterapia) y usos industriales sin reactores nucleares (radiografía de componentes mecánicos, irradiación de mercancías para su desinfección/esterilización/conservación);
• explotación y desmantelamiento de centrales nucleares.

Para hacerse una idea de la cantidad de residuos radiactivos producidos por las distintas actividades, es útil tener en cuenta que en un país como Italia los residuos médicos e industriales (sin incluir los residuos de los reactores nucleares) alcanzan los 1500 m3 anuales. Los residuos LILW-SL producidos al año por un reactor de 1000 MWe son similares. El combustible vertido por un reactor similar es de aproximadamente 30 t en estado no acondicionado.

En cuanto a los residuos de baja y media actividad, cuando se abandonó la eliminación en el mar a raíz del acuerdo internacional para la protección del mar, un sistema de eliminación basado en el enterramiento en zanjas, adoptado en los Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial (simple instalación cerca de la superficie) ha sido sustituido gradualmente por métodos cada vez más elaborados basados en el reconocimiento de la importancia de introducir redundancia en los sistemas de seguridad. Este enfoque tiene como objetivo principal diseñar el almacenamiento con el concepto de confiar la seguridad a varios componentes naturales y artificiales, cada uno de los cuales representa una barrera a la difusión de los radionucleidos en la biosfera.

A lo largo de los años se han concebido e implementado varios tipos de depósitos.

En el tipo cercano a la superficie, basado en diversas barreras de ingeniería [engineered near surface facility (ENSF)], las estructuras de almacenamiento pueden situarse por encima o por debajo del suelo. Los depósitos de Dukovany en la República Checa, de l’Aube en Francia y de El Cabril en España están por encima del suelo. Los depósitos de Drigg, en el Reino Unido, y de Rokkasho, en Japón, son subterráneos.

Los depósitos profundos ofrecen una alternativa. Los residuos suelen almacenarse a 100 m de profundidad en cavernas (cavidad minera), o utilizando minas y galerías abandonadas, o en depósitos geológicos profundos.

Los depósitos SFR de Forsmark (Suecia) y de Olkiluoto y Loviisa (Finlandia) pertenecen al primer tipo, los depósitos de Richard (República Checa) y de Morsleben y Konrad (Alemania) pertenecen al segundo tipo, y el depósito de Wellenberg (Suiza) al tercero.

A nivel científico, generalmente la solución que se considera más adecuada para la eliminación final de los residuos de alta actividad es la colocación de los mismos en depósitos geológicos profundos adecuados. Sin embargo, todavía no se ha puesto en marcha ninguna solución de este tipo, salvo la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos (WIPP) en 1999, situada en Nuevo México (Estados Unidos).

Muchos (pero no la mayoría) de los expertos creen, por el contrario, que el mejor almacenamiento para estos residuos es en un banco de arcilla a una profundidad intermedia (por ejemplo, 50 m). De hecho, los depósitos profundos están expuestos al riesgo de inundación (mina de sal de Asse en Alemania) y un depósito en arcilla a la profundidad indicada permite también la resistencia de los contenedores a los movimientos de las fallas debido a la buena plasticidad del material arcilloso a profundidades limitadas.

Las razones que justifican el aplazamiento de una decisión de este tipo son esencialmente las siguientes:

• Los residuos radiactivos producidos recientemente liberan grandes cantidades de calor. Como el decaimiento de la radiactividad o de la potencia térmica es muy alto en las primeras décadas, es conveniente almacenar estos residuos durante este periodo de tiempo en instalaciones alternativas para simplificar posteriormente la gestión del almacén.
• El combustible gastado podría convertirse en un recurso energético en el futuro.
• El tiempo necesario para habilitar un emplazamiento e instalar un depósito definitivo en profundidad es muy largo, por lo que en cualquier caso hay que aplicar una solución intermedia de algunas décadas.
• Las opciones reversibles permiten la posibilidad de aprovechar la investigación. La solución del depósito en profundidad parece para muchos un concepto irreversible.
• Existen dudas sobre la capacidad de la ciencia para garantizar unos niveles de seguridad adecuados en el plazo requerido (cientos de miles de años).

La tendencia que se desprende de diversas experiencias internacionales es la de mantener abiertas muchas alternativas.

La opinión predominante puede resumirse de la siguiente manera:

• Es necesario tomar decisiones no sólo científica y técnicamente correctas, sino también basadas en un proceso democrático.
• En cualquier caso, hay que tomar una decisión. Abstenerse de cualquier decisión es una decisión en sí misma.
• El almacenamiento temporal no es una solución definitiva, sino una forma de ganar tiempo. Esta observación no debe considerarse necesariamente en sentido crítico. Esta postura puede estar justificada y ser correcta si se considera que las incertidumbres son demasiado grandes para permitir una decisión bien meditada.
• Si es así, es necesario afirmar clara y públicamente que por el momento sólo se puede perseguir y aplicar una solución intermedia, e indicar las directrices y los esfuerzos de investigación para la definición de una solución definitiva.
• La capacidad de recuperación de los residuos influye en la decisión sobre el tipo de depósito final. Si se propone implantar un depósito final en el marco de un diseño que permita la recuperación de los residuos, el diseño tiene que demostrar que la capacidad de recuperación no va en detrimento de la seguridad, de lo contrario no podrá ser aceptado.
• Los conceptos de plantas experimentales y de investigación provisionales que posiblemente evolucionen hacia depósitos finales es otra solución.

Almacenamiento

Los residuos radiactivos se almacenan para:

• permitir que algunos residuos radiactivos decaigan y se conviertan en residuos no radiactivos,
• reducir los riesgos de transporte,
• proporcionar un almacenamiento diferido entre el generador de residuos, el tratamiento y los lugares de eliminación,
• simplificar la eliminación y
• gestionar los residuos radiactivos hasta que haya instalaciones de eliminación disponibles.

En el caso de los residuos radiactivos que sólo contienen radionúclidos con vidas medias medidas en días o semanas, como algunos isótopos médicos y de investigación, el almacenamiento durante semanas o meses elimina la radiactividad y convierte los residuos radiactivos en residuos no radiactivos. La regla general es que un residuo almacenado durante 10 veces la vida media del radionucleido primario deja de ser un residuo radiactivo. Este almacenamiento reduce la radiactividad en un factor de 1000 aproximadamente.Entre las Líneas En el caso de otros materiales radiactivos, un periodo de almacenamiento reduce la radiactividad y la generación de calor y, a su vez, reduce los costes y riesgos del transporte y del lugar de eliminación.

Uno de los residuos más radiactivos es el FNS de los reactores de potencia. Es una práctica universal almacenar los FNS durante algún tiempo antes de su transporte y eliminación para permitir que la radiactividad y el calor de desintegración disminuyan (Tabla I). Este almacenamiento reduce los costes y riesgos de transporte y eliminación. Los FNS son tan radiactivos y generan tanto calor inmediatamente después de su descarga que, en la mayoría de los casos, se almacenan bajo el agua en piscinas en el emplazamiento del reactor. El agua proporciona un blindaje contra la radiación para proteger a los trabajadores de la radiación gamma y enfría los FNS. Normalmente, el tiempo mínimo de almacenamiento es de 2 a 5 años.

Después de un cierto período de tiempo, los FNS se transfieren a sistemas de almacenamiento en seco. Éstos suelen ser (1) bóvedas de hormigón blindadas y refrigeradas por aire o (2) barriles de hormigón o acero en la superficie.Entre las Líneas En la Fig. 2 se muestra un contenedor de hormigón típico. El FNS se coloca en un recipiente de acero inoxidable, que se llena de helio y se suelda. Los conjuntos típicos de FNS tienen una longitud de ∼4 m con una sección transversal cuadrada que suele tener entre 10 y 25 cm de lado. Por consiguiente, el contenedor contiene una estructura de tipo caja de huevos para mantener los múltiples conjuntos de FNS en posición vertical dentro del contenedor. A continuación, el contenedor se coloca en un contenedor de hormigón revestido de acero, que proporciona un blindaje contra la radiación y una protección física de los FNS contra acontecimientos graves (tornados, accidentes, etc.). El calor de desintegración puede ser importante, por lo que los conductos de ventilación permiten que el aire ambiente fluya hacia la zona anular entre el contenedor y el bidón, que suba por la zona anular y que salga cerca de la parte superior del bidón. Un contenedor de hormigón cargado puede contener ∼10 toneladas de FNS con un calor de desintegración de ∼20 kW, tiene una altura de ∼6 m, un diámetro de ∼3,4 m, un espesor de pared de hormigón de ∼0,8 m y un peso de ∼170 toneladas.

El bidón de acero inoxidable puede diseñarse como bidón multiuso (MPC). Esto permite transportar el SNF y posiblemente eliminarlo utilizando el mismo contenedor, colocándolo en un contenedor de transporte o de eliminación. Existen requisitos adicionales para un MPC. Por ejemplo, si se va a utilizar con un contenedor de transporte, el MPC interior debe cumplir ciertos requisitos adicionales para ayudar a asegurar la integridad del paquete en caso de un accidente de transporte importante.

Si se reprocesan los FNS, los RAA resultantes contendrán los mismos radionucleidos que había en los FNS, excepto los radionucleidos gaseosos, el uranio y el plutonio. Tras la solidificación de los productos de fisión procedentes del reprocesamiento, la mayoría de los países planean almacenar el vidrio resultante de los HLW durante varias décadas para permitir que la radiactividad disminuya antes de seguir transportando y eliminando los residuos. Los HLW solidificados se almacenan en instalaciones similares a las utilizadas para los SNF.

Transporte de residuos radiactivos

Algunos residuos radiactivos, especialmente los HLW, tienen una actividad tan elevada que el bloqueo de toda la radiación externa durante el transporte haría que el contenedor de transporte fuera demasiado pesado para el transporte en camiones pesados o incluso para el transporte por ferrocarril.Entre las Líneas En consecuencia, el material radiactivo transportado tiene permitida una determinada dosis externa por la normativa de la Comisión Reguladora Nuclear. Esta dosis, denominada índice de transporte, es la tasa de dosis en mrem/hora a una distancia perpendicular de 1 m del borde exterior del vehículo o remolque. Los contenedores de transporte también deben cumplir otros requisitos reglamentarios. Para la mayoría de los LLW, el contenedor debe ser probado y certificado para soportar los rigores y las tensiones físicas del transporte normal. Para los HLW, TRU y algunos LLW, el contenedor debe ser capaz de soportar ciertas condiciones de accidente, incluyendo combinaciones de fuego y tensión mecánica.

Eliminación

La eliminación de los residuos radiactivos parece ser mucho más costosa de lo que se había previsto. Aunque la oposición pública ha influido, el coste se debe principalmente a dos factores: el mayor conocimiento de los procesos geoquímicos que pueden movilizar los materiales radiactivos almacenados bajo tierra y los complejos modelos necesarios para predecir el comportamiento de los depósitos durante 10.000 años o más. El enterramiento en el suelo, incluso en el repositorio más profundo, no garantiza una protección medioambiental adecuada para los residuos sólidos municipales, los residuos químicamente peligrosos o los residuos radiactivos. La ingeniería satisfactoria tanto de un repositorio como de una forma de residuos es difícil y costosa, y las opciones de reutilización son cada vez más atractivas. El reprocesamiento de materiales de residuos radiactivos para su uso ya no está descartado.

El reprocesamiento del combustible comercial gastado no se ha considerado como una opción seria en Estados Unidos desde que se canceló el programa a mediados de la década de 1970. Sin embargo, a medida que aumentan los gastos de almacenamiento y eliminación, y a medida que una opción viable de eliminación parece cada vez más lejana en el futuro, se reaviva el interés por el reprocesamiento y la formación de combustible de óxidos mixtos (uranio y plutonio). El combustible de óxidos mixtos también ofrece una opción para reducir las reservas de plutonio de Estados Unidos, cuya gestión está resultando muy costosa y requiere muchos recursos.

Algunos radionúclidos se prestan fácilmente a la separación de los residuos: El radiocesio y el radiostroncio se purifican en Hanford (Washington) y se utilizan en todo Estados Unidos y en el mundo como fuentes de rayos X y calor. Muchos radiofármacos y productos radioquímicos se purifican a partir de materiales derivados. La investigación de métodos de separación puede resultar tan rentable como la investigación de métodos de encapsulación y eliminación. La combustión de combustibles para obtener electricidad contribuye a la concentración de CO2 en la atmósfera terrestre, mientras que la generación eléctrica nuclear no lo hace. Una comparación exhaustiva y objetiva de los métodos de generación de electricidad debería guiar las decisiones sobre la generación de energía. La generación de electricidad, independientemente de cómo se haga, provoca un daño medioambiental irreversible en una escala directamente proporcional a la energía producida.

Datos verificados por: Mix
[rtbs name=”ciencias”] [rtbs name=”energia-nuclear”] [rtbs name=”combustibles”]

Gestión del Residuo Radiactivo

La gestión del residuo radiactivo es el tratamiento y la contención de los residuos radiactivos. Estos residuos se originan casi exclusivamente en el ciclo del combustible nuclear para la generación de electricidad y en los programas de armas nucleares. La toxicidad de los residuos radiactivos requiere un cuidadoso aislamiento de la biosfera. El almacenamiento subterráneo en recipientes de contención sellados es el método habitual de eliminación de los residuos radiactivos, y los materiales más peligrosos se destinan al secuestro subterráneo en depósitos geológicos adecuadamente estables. Véase también: Bomba atómica; Generación de energía eléctrica; Electricidad; Bomba de hidrógeno; Ciclo del combustible nuclear; Combustibles nucleares; Energía nuclear; Reactor nuclear; Radiación; Daños causados por la radiación a los materiales; Daños causados por la radiación a plantas y animales; Radiactividad.

Datos verificados por: Thompson
[rtbs name=”ciencias”] [rtbs name=”residuos”] [rtbs name=”industrias”] A continuación se examinará el significado.

¿Cómo se define? Concepto de Residuo radiactivo

Véase la definición de Residuo radiactivo en el diccionario. Los residuos radiactivos se definen como cualquier material radiactivo o contaminado por la radiactividad y para el que no se prevé ningún uso posterior, y abarcan una amplia gama de isótopos radiactivos en diversas formas físicas y químicas (residuos acuosos, residuos orgánicos líquidos, residuos sólidos, residuos sólidos húmedos, residuos biológicos y médicos, etc.

Los residuos nucleares son subproductos de la producción de armas nucleares y de la generación de energía nuclear, además de residuos de materiales radiactivos utilizados por la industria, la medicina, la agricultura y el mundo académico. Su naturaleza distintiva y su peligro potencial hacen que los residuos nucleares no sólo sean los más peligrosos jamás creados por la humanidad, sino también uno de los más controvertidos y regulados con respecto a su eliminación. Los problemas de los residuos nucleares, relacionados con las incertidumbres sobre la eliminación geológica y la protección a largo plazo, combinados con el posible uso indebido por parte de grupos terroristas, han creado inquietud y temor en el público en general y siguen siendo obstáculos para el desarrollo de una industria nuclear en un mundo que pronto podría enfrentarse a una crisis energética mundial.

Datos verificados por: Mix

Características de Residuo radiactivo

Los residuos se clasifican principalmente en función de su nivel de radiactividad y de su tiempo de desintegración. Estas dos características influyen principalmente en la elección del mejor método para el tratamiento de los residuos y su almacenamiento/eliminación.

A continuación se muestra una clasificación utilizada internacionalmente, junto con el método de gestión sugerido (OIEA, 2009). Esta es la clasificación y gestión de los residuos, con el siguiente orden: Categoría, Características y Gestión sugerida.

• Residuos exentos No se requiere ninguna disposición de protección radiológica. Dosis efectiva para los individuos del orden de 10 μSv o menos en un año. Eliminación en vertederos convencionales o reciclado.
• Residuos de vida muy corta Residuos de vida muy corta (vidas medias de 100 días o menos) con concentraciones de actividad superiores al nivel de desclasificación. Almacenamiento para su descomposición.
• Residuos de muy baja actividad Residuos con niveles de concentración de actividad en la región o ligeramente por encima de los niveles especificados para la eliminación del material del control reglamentario (explotación o desmantelamiento de centrales nucleares). Instalaciones de ingeniería de tipo vertedero de superficie.
• Residuos de baja actividad Residuos adecuados para su eliminación en superficie o cerca de la superficie. Acondicionamiento y eliminación en un emplazamiento de ingeniería de superficie o en una instalación de eliminación cercana a la superficie (30 m de profundidad, típicamente). Amplia gama de concentraciones de actividad.
• Residuos de actividad intermedia Residuos que contienen radionucleidos de vida larga en cantidades que necesitan un mayor grado de contención y aislamiento de la biosfera que el que proporciona la eliminación cerca de la superficie. Eliminación en una instalación a una profundidad de entre unas decenas y unos cientos de metros.
• Residuos de alta actividad Residuos que contienen una gran concentración de radionucleidos de vida corta y larga, en comparación con los ILW, y que necesitan un mayor grado de contención y aislamiento del entorno accesible para la seguridad a largo plazo. Por lo general, está indicado el almacenamiento geológico profundo con barreras de ingeniería. La disipación del calor es importante. Los niveles típicos de concentración de actividad se sitúan en el rango de 104-106 TBq/m3. Combustible gastado, residuos acondicionados procedentes del reprocesamiento.Datos verificados por: Andrews
  [rtbs name=”medio-ambiente”] [rtbs name=”energia”]

Recursos

Traducción de Residuo radiactivo

Inglés: Radioactive waste
Francés: Déchet radioactif
Alemán: Radioaktiver Abfall
Italiano: Scorie radioattive
Portugués: Resíduo radioativo
Polaco: Odpady radioaktywne

Tesauro de Residuo radiactivo

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Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Véase También

• Energía nuclear
• Materia radiactiva
• Combustible nuclear
• Radiactividad
• Contaminación radiactiva
• Radioprotección
• Reprocesado del combustible

• Efluente radiactivo
• Energía nuclear
• Materia radiactiva
• Contaminación radiactiva
• Seguridad nuclear
• Accidente nuclear
• Residuo nuclear
• Energía Nuclear
• Reprocesado del Combustible
• Accidente Nuclear
• Seguridad Nuclear
• Radioprotección
• Radiación Ionizante
• Materiales Radioactivos
• Contaminación Accidental
• Marco Jurídico de los Residuos Sólidos Urbanos
• Manejo Integral de Residuos Solidos Urbanos
• Generación de Residuos Sólidos Urbanos
• Estaciones de Transferencia de Residuos Sólidos Urbanos
• Control de la Contaminación por Residuos Sólidos Urbanos
• Residuos Electrónicos
• Marco Jurídico de los Residuos de Manejo Especial
• Manejo Integral de Residuos
• Instrumentos sobre Movimientos Internacionales Transfronterizos de Residuos Radiactivos
• Seguridad en el Trabajo
• Residuos Peligrosos
• Residuo Químico
• Residuo Agrícola
• Regulación Internacional de los Residuos Radiactivos
• Regulación de los Residuos Radiactivos
• Emisión de Calor
• Residuos de construcción
• Residuos de demolición
• Bentonitap
• Isótopo radiactivo
• Actínido
• Aguas subterráneas
• Plutonio
• Radionúclido
• Uranio

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