La ruptura de la presa de Kakhovka aumenta el riesgo para la planta nuclear de Zaporizhzhia

Dec 29, 2023

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Najmedin Meshkati, Universidad del Sur de California

(LA CONVERSACIÓN) Una explosión el 6 de junio de 2023 destruyó la represa Kakhovka en el río Dnieper en el este de Ucrania. La ruptura redujo los niveles de agua en un depósito río arriba en la planta de energía nuclear de Zaporizhzhia en la ciudad de Enerhodar. El depósito suministra el agua necesaria para enfriar los reactores apagados de la planta y el combustible gastado, que es uranio que se ha agotado en gran parte, pero no completamente, por la reacción de fisión que impulsa las plantas de energía nuclear.

La Agencia Internacional de Energía Atómica, que tiene inspectores en el sitio para monitorear los efectos de la guerra en la planta, emitió un comunicado diciendo que no había peligro inminente. Sin embargo, la destrucción de la represa aumenta el riesgo de un desastre en la planta, un riesgo ya aumentado por los combates en curso en la zona.

The Conversation le pidió a Najmedin Meshkati, profesora y experta en seguridad nuclear de la Universidad del Sur de California, que explicara qué significa la caída del nivel del agua para la seguridad de la planta de energía nuclear y los riesgos continuos para el combustible gastado de la planta.

¿Por qué la caída de los niveles de agua es una amenaza para la planta de energía?

La situación inmediata se está volviendo muy precaria. La represa está aguas abajo de la planta, lo que significa que la inundación no pondrá en peligro la planta. Pero la planta extrae agua de un depósito importante en el río para su sistema de enfriamiento. Este embalse se está drenando porque la presa aguas abajo se ha dañado.

La planta no necesita la enorme cantidad de agua que necesitaría porque sus seis reactores están apagados en frío. Pero la planta todavía necesita agua para tres propósitos: reducir el calor residual de los reactores apagados, enfriar el combustible gastado y enfriar los generadores diesel de emergencia si la planta pierde energía fuera del sitio.

Los operadores de la planta bombearon agua del depósito a un estanque de enfriamiento, razón por la cual la OIEA dijo que la planta tiene suficiente agua para varios meses. Pero ese es el último recurso, por lo que la agencia también dijo que es vital que el estanque de enfriamiento permanezca intacto. Si la planta pierde el estanque de enfriamiento, la única esperanza sería probar algo como lo que hicieron en la planta de energía nuclear de Fukushima después del terremoto y el tsunami en Japón en 2011. Trajeron enormes bombas de agua para bombear agua salada del Océano Pacífico hacia el reactores para enfriarlos. Es posible que los operadores de la planta deban tratar de bombear agua del río Dniéper.

Las dos líneas vitales de cualquier planta nuclear, ya sea operativa o cerrada, son el agua y la electricidad. La contraofensiva ucraniana recién lanzada pone en peligro aún más estas dos líneas de vida. Desde la ocupación rusa, la planta ha sufrido mucho y ha perdido energía externa siete veces. Mi preocupación inmediata es que si la planta pierde la última línea de energía que le queda, que alimenta las bombas de enfriamiento, entonces tendrá que depender de generadores diésel de emergencia. Hay 20 generadores con almacenamiento en el sitio de solo 10 a 15 días de suministro de combustible. Conseguir combustible mientras se lleva a cabo la contraofensiva es otro gran desafío.

¿Qué significa tener un reactor nuclear en parada fría?

La reacción de fisión que genera calor en una planta de energía nuclear se produce colocando varias barras de combustible de uranio muy cerca. Apagar un reactor nuclear implica insertar barras de control entre las barras de combustible para detener la reacción de fisión.

El reactor está entonces en modo de enfriamiento a medida que disminuye la temperatura. De acuerdo con la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU., una vez que la temperatura está por debajo de los 200 grados Fahrenheit (93 Celsius) y el sistema de refrigeración del reactor está a presión atmosférica, el reactor se apaga en frío.

Cuando el reactor está en funcionamiento, requiere enfriamiento para absorber el calor y evitar que las barras de combustible se derritan, lo que desencadenaría una reacción en cadena catastrófica. Cuando un reactor está en parada fría, ya no necesita el mismo nivel de circulación.

¿Cómo mejora la seguridad de la planta la parada en frío?

El cierre ha eliminado un gran elemento de riesgo. La central nuclear de Zaporizhzhia es un reactor de agua a presión. Estos reactores necesitan refrigeración constante, y las bombas de refrigeración son máquinas gigantescas y potentes que consumen mucha electricidad.

El apagado en frío es el estado en el que no necesita hacer funcionar constantemente las bombas de enfriamiento primarias al mismo nivel para hacer circular el agua de enfriamiento en el circuito de enfriamiento primario. Ahora, al menos si la planta pierde energía fuera del sitio, los operadores no tendrán que preocuparse por tratar de enfriar un reactor en funcionamiento con generadores diesel de mal funcionamiento.

Y al apagar todos los reactores, los operadores de la planta han sido relevados de una cantidad considerable de su carga de trabajo monitoreando los reactores en medio de las constantes incertidumbres en el sitio. Esto redujo sustancialmente el potencial de error humano.

Es probable que los trabajos de los operadores sean mucho menos exigentes y estresantes ahora que antes. Sin embargo, todavía necesitan monitorear constantemente el estado de los reactores apagados y las piscinas de combustible gastado.

¿Cuáles son los riesgos del combustible gastado en la planta?

La planta aún necesita una fuente confiable de electricidad para enfriar las seis enormes piscinas de combustible gastado que se encuentran dentro de las estructuras de contención y para eliminar el calor residual de los reactores apagados. Las bombas de refrigeración de las piscinas de combustible gastado necesitan mucha menos electricidad que las bombas de refrigeración de los circuitos primario y secundario del reactor, y el sistema de refrigeración del combustible gastado podría tolerar un breve corte de electricidad.

Un factor más importante es que los bastidores de almacenamiento de combustible gastado en las piscinas de combustible gastado en la planta de energía nuclear de Zaporizhzhia se compactaron para aumentar la capacidad, según un informe del gobierno ucraniano de 2017 al OIEA. Cuanto mayor sea el número y más compactadas las barras de combustible gastado almacenadas, más calor generan y por tanto se necesita más energía para enfriarlas.

También hay una instalación de almacenamiento de combustible gastado en seco en la planta. El almacenamiento de combustible gastado en seco implica empaquetar barras de combustible gastado en cilindros o cofres masivos que no requieren agua ni otros refrigerantes. Los contenedores están diseñados para mantener las barras de combustible contenidas durante al menos 50 años. Sin embargo, los contenedores no están debajo de las estructuras de contención de la planta y, aunque fueron diseñados para resistir el impacto de un avión comercial, no está claro si los bombardeos aéreos y de artillería, en particular los ataques repetidos, podrían romper los contenedores y liberar radiación. en los terrenos de la planta.

La analogía más cercana a este escenario podría ser un ataque terrorista que, según un estudio fundamental del Consejo Nacional de Investigación, podría romper un barril seco y potencialmente resultar en la liberación de material radiactivo del combustible gastado. Esto podría ocurrir a través de la dispersión de partículas o fragmentos de combustible o la dispersión de aerosoles radiactivos. Esto sería similar a la detonación de una "bomba sucia" que, según la dirección del viento y el radio de dispersión, podría provocar contaminación radiactiva. Esto a su vez podría causar serios problemas de acceso y trabajo en la planta.

Próximos pasos del OIEA y la ONU

Rafael Mariano Grossi, jefe del OIEA, informó al Consejo de Seguridad de la ONU el 30 de mayo de 2023 sobre la situación en la planta de Zaporizhzhia. Hizo un llamado a Rusia y Ucrania para garantizar que el conflicto no ponga en riesgo la planta. Grossi ha estado en el Consejo de Seguridad varias veces. Una semana antes de que fallara la represa, dijo que era la sesión informativa más importante que le había dado al consejo. Hasta la fecha, no ha habido ningún proyecto de resolución del Consejo de Seguridad.

Esta situación está evolucionando rápidamente. Y si algo sucede y hay una liberación de radiación, se extenderá por todo el mundo.

Esta es una versión actualizada de un artículo publicado originalmente el 13 de septiembre de 2022. El artículo se actualizó para incluir noticias sobre la destrucción de una represa río abajo de la planta de energía nuclear y el informe del OIEA al Consejo de Seguridad de la ONU sobre la reducción del riesgo. que combate plantea a la planta.

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original aquí: https://theconversation.com/kakhovka-dam-breach-raises-risk-for-zaporizhzhia-nuclear-plant-receding-waters-narrow-options-for-cooling-207192.