LOS RESIDUOS RADIACTIVOS

¿QUÉ SON LOS RESIDUOS RADIACTIVOS?

Los residuos radiactivos son materiales en forma gaseosa, liquida o sólida para los que no está previsto ningún uso, que contienen o están contaminados con elementos químicos radiactivos en concentraciones muy elevadas.

Estos residuos pueden suponer un riesgo para el ser humano y el medio ambiente debido a las radiaciones ionizantes que emiten los radionúclidos en ellos contenidos, por lo que deben ser controlados y gestionados de manera segura. Sin embargo, su radiactividad decrece con el tiempo, a medida que se desintegran los isótopos presentes en ellos y se transforman en elementos químicos estables.

¿CUÁLES SON SUS CARACTERÍSTICAS?

Sus características son dos fundamentalmente:

• Peligrosidad: una pequeña cantidad de este tipo de residuo puede generar dosis de radiación muy peligrosas para la salud humana.
• Duración: algunos de los residuos permanecen emitiendo radiación miles de años.

TIPOS DE RESIDUOS RADIACTIVOS

Los residuos radiactivos pueden clasificarse de muy diferentes manera: en función de su origen, por su forma (líquida, sólida o gaseosa), por sus niveles de radiactividad, por la larga o corta vida de los isótopos radiactivos que contienen, por la intensidad de las radiaciones penetrantes que emiten, por sus requerimientos de almacenamiento o por su radiotoxicidad.

Cada país puede aplicar diferente criterio de tipificación; pero hay dos criterios que tienen una importancia primordial: la vida media radiactiva de los isótopos que contienen y la actividad de tales isótopos.

1. Vida media

Residuos de larga vida: requieren un aislamiento que garantice, a muy largo plazo, que no se dispersarán en la biosfera, lo que suele denominarse "almacenamiento geológico”.

Residuos de corta vida: no requieren un aislamiento tan prolongado, por lo que los requisitos del almacenamiento tienen otras características.

     2.  Actividad de los isótopos.

Residuos desclasificables: no poseen una radiactividad que pueda resultar peligrosa para la salud de las personas o el medio ambiente.

Residuos de baja actividad: poseen radiactividad gamma o beta y pueden aparecer en estado líquido, sólido o gaseoso. Sólo se consideran de esta categoría si además su período de semidesintegración es inferior a 30 años. Deben almacenarse en almacenamientos superficiales.

Residuos de media actividad: poseen radiactividad gamma o beta con niveles superiores a los residuos de baja actividad y también pueden aparecer en estado líquido, sólido o gaseoso. Al igual que los residuos de baja actividad, solo pueden considerarse dentro de esta categoría aquellos residuos cuyo período de semidesintegración sea inferior a 30 años. Deben almacenarse en almacenamientos superficiales.

Residuos de alta actividad o alta vida media: todos aquellos materiales emisores de radiactividad alfa y aquellos materiales emisores beta o gamma que superen los niveles impuestos por los límites de los residuos de media actividad. También todos aquellos cuyo período de semidesintegración supere los 30 años deben almacenarse en almacenamientos geológicos profundos (AGP).

¿CÓMO SE PRODUCEN LOS RESIDUOS RADIACTIVOS?

Los residuos radiactivos se producen debido a varios factores. Éstos son:

Minería y tratamiento del mineral de uranio: estas actividades producen grandes volúmenes de residuos, con un bajo porcentaje de uranio, de los cuales emana el gas noble radón (Rn)

Enriquecimiento y fabricación del combustible: el uranio natural extraído en las minas, puede utilizarse directamente en algunos tipos de reactores. Para los reactores de agua a presión o en ebullición, se utiliza uranio enriquecido. Durante el proceso de enriquecimiento y fabricación del combustible se generan pequeñas cantidades de residuos sólidos y líquidos ligeramente contaminados con uranio, ya que la gran mayoría del uranio se recupera.

 

Operación de los reactores para producción de energía eléctrica: la operación de las centrales nucleares da lugar a la generación de residuos sólidos o solidificados de bajo y medio nivel de actividad Se producen residuos en la depuración del agua de los sistemas de refrigeración del reactor y de la piscina de combustible irradiado y en la descontaminación de equipos.

Combustible irradiado: la mayoría de los reactores nucleares de producción de energía eléctrica utilizan como combustible uranio ligeramente enriquecido.
El combustible irradiado general calor como consecuencia del proceso de desintegración de los isótopos radiactivos que contiene; esta generación de calor continúa aún después de haber sido descargado del núcleo del reactor.

Medicina e industria: los materiales radiactivos se usan en medicina, industria, agricultura e investigación. Los residuos radiactivos que se generan en las instalaciones médicas y hospitalarias, son fundamentalmente materiales contaminados por haber estado en contacto con esas sustancias (algodones, guantes, viales, jeringuillas, etc.).

Todos los residuos radiactivos que se generan, tanto en las aplicaciones médicas como en las industriales, son residuos de baja y media actividad.  

¿CÓMO SE GESTIONAN LOS RESIDUOS RADIACTIVOS?

Se entiende por gestión de residuos nucleares como el conjunto de actividades que conducen a su reutilización, su desaparición o su neutralización y evacuación a lugares adecuados, garantizando la seguridad a largo plazo.

1         1.  Almacenamiento

El almacenamiento de los residuos nucleares de baja y media actividad está basado en la interposición de barreras naturales y artificiales entre dichos residuos nucleares y el medio ambiente, de modo que estén perfectamente aislados durante el tiempo necesario hasta que su radiactividad decaiga a niveles inofensivos.

           2.   Aislamiento

El aislamiento de residuos nucleares se realiza mediante la interposición de barreras naturales y artificiales entre los residuos radiactivos y el ser humano, cuyo objetivo es suprimir todas las vías de escape al medio ambiente, impidiendo o retardando la migración de los radionúclidos a través del agua subterránea hacia la superficie.

Las cuatro barreras empleadas son las siguientes:

• Barrera química: inmoviliza el residuo en una matriz sólida, estable y duradera, que sea químicamente inerte. Esta operación se conoce como acondicionamiento.
• Barrera física: es el contenedor donde están confinados los residuos nucleares inmovilizados evitando así su contacto con el exterior y su posible dispersión. Los contenedores son bidones metálicos y resistentes a la corrosión.
• Barrera de ingeniería: constituida por las estructuras, blindajes y sistemas de almacenamiento.
• Barrera geológica: está constituida por la formación geológica de la corteza terrestre donde se almacenan los residuos nucleares. Debe ser estable e impermeable, deteniendo así el escape de los radionúclidos al medio ambiente en el caso de que superasen las tres barreras anteriores.

            3.    Acondicionamiento

El acondicionamiento de residuos está constituido por una serie de procesos que van desde la producción de los residuos, hasta que se introducen en los bidones.

Un residuo de baja y media actividad puede fraccionarse en dos partes, una descontaminada, que contiene casi todo el volumen total del residuo original y posee una baja actividad, y una concentrada de pequeño volumen y con actividad próxima a la del residuo original, que se transforma en un producto sólido, en el caso de residuos líquidos, o en un sólido compacto en el caso de residuos nucleares sólidos.

El acondicionamiento consta de tres fases:

•  Pretratamiento: donde se clasifican los residuos nucleares, se trocean, se descontaminan y se almacenan para decaimiento y transporte.
• Tratamiento principal: donde se reduce el volumen del residuo nuclear y se concentra la actividad en dicho volumen reducido, optimizando así la capacidad de almacenamiento de las instalaciones.
• Inmovilización y envasado: se inmovilizan todos los componentes del residuo mediante procesos de solidificación (con cemento), de modo que el producto sólido obtenido sea químicamente inerte, resistente al fuego, estable frente a radiaciones, insoluble al agua y conductor del calor residual. El producto sólido y su contenedor se denominan bulto, y garantizan la inmovilidad de los radionucleidos.

4         4.   Transporte 

El transporte de las sustancias radiactivas se realiza según las recomendaciones establecidas por el Organismo Internacional de Energía Atómica.

El conjunto de medidas establecidas tiene el objetivo de minimizar la probabilidad de que ocurra un accidente y en el caso de que suceda, mitigar sus efectos, evitando la dispersión del material radiactivo y su posible asimilación por parte de personas que se encuentren cerca.

Para el transporte de residuos cuyo origen son las instalaciones nucleares, se emplean vehículos articulados de 40 toneladas de P.M.A, mientras que para residuos procedentes de hospitales, laboratorios y centros de investigación, se emplean vehículos de menor tamaño.

En función de su actividad, de su forma física, de su contenido radiactivo y del tipo de embalaje, se distinguen cinco tipos de bultos:

• Bultos exceptuados: aquellos que contienen cantidades de material radiactivo lo suficientemente pequeñas como para estar exentas de la mayoría de los requisitos de diseño y uso.
• Bultos industriales: se emplean para transportar materiales de baja actividad o contaminados superficialmente.
• Bultos de tipo A: están diseñados para transportar de forma segura cantidades relativamente pequeñas de materiales radiactivos y/o fuentes radiactivas poco intensas.
• Bultos tipo B: se emplean para transportar cantidades mayores de material radiactivo, como radioisótopos, combustible gastado, residuos vitrificados y materiales similares de alta actividad.

      

     ¿DÓNDE SE ALMACENAN LOS RESIDUOS RADIACTIVOS?

El almacenamiento de residuos radiactivos de baja y media actividad es llevado a cabo en España en las instalaciones de “El Cabril” (Córdoba).

La instalación está integrada por los siguientes edificios y estructuras:

• Edificio de Acondicionamiento de Residuos de Baja y Media Actividad: donde se realizan las tareas de compactación, incineración, etc.
• Estructuras de Almacenamiento de los RBMA: celdas alineadas en dos explanadas y en doble fila donde se colocarán los residuos debidamente acondicionados.
• Laboratorio de Verificación de la Calidad: donde se realizan los procesos de caracterización, ensayos de verificación y control de las características de los bultos radiactivos recibidos o acondicionados en la instalación, y se desarrollan actividades de investigación.
• Edificios de Servicios y Control: constituidos por el Edificio de Recepción Transitoria, Servicios Técnicos, Seguridad Industrial, Servicios Generales, Taller de Mantenimiento, Edificio de Fabricación de los contenedores de hormigón y Administración.

Los residuos a almacenar llegan en bidones de 220 litros transportados por camiones habilitados para este tipo de transporte y son descargados en el Edificio de Recepción Transitoria previo al Edificio de Acondicionamiento, donde son identificados y clasificados en varias categorías. Posteriormente, son introducidos en los contenedores, en los que una vez colocada la tapa es inyectado mortero para inmovilizar su contenido.

Como último paso del proceso, estos contenedores de 24 toneladas de peso se sitúan dentro de las 28 celdas de almacenamiento con capacidad, cada una de ellas, para 320 contenedores. Una vez llena cada celda, se cierra con una placa de hormigón que es posteriormente impermeabilizada.

Estas celdas de almacenamiento están dispuestas en dos plataformas de 12 y 16 unidades respectivamente. Una vez completadas serán recubiertas con capas alternativas de materiales drenantes e impermeables que evitarán que posibles infiltraciones de agua de lluvia entren en contacto con los residuos, recuperando la topografía inicial. La red de control de infiltraciones dispone de puntos de toma de muestras para la medida de la radioactividad, así como de un depósito de recogida de aguas donde se concentran todas las tuberías de las celdas de almacenamiento para ser controladas y tratadas si se encontrase algún indicio de contaminación.