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Transmutación nuclear para desactivar los residuos de uranio y plutonio de las centrales nucleares

Manuel Blázquez - Ingeniería y Ciencia

30 de Marzo de 2012

La Ciencia más "fringe" trata de resolver el problema de los residuos radiactivos de alta intensidad, que empiezan a desbordar la capacidad de las piscinas de las centrales nucleares. Enterrarlos no es una buena solución ya que muchos de ellos tardarán miles de años en perder su radiactividad. Y ningún punto del planeta está a salvo de cambios geológicos a tal escala. Su gestión será entonces un problema para las próximas 100 generaciones de humanos. Quizá la transmutación sea la solución.


En la Edad Media, química era alquimia. Y un verdadero alquimista, quizá ficción literaria, buscaba cómo convertir los metales en oro. Hasta ahora, nadie no lo ha conseguido. Es lógico pensar que si así fuera, el valor del oro hubiera bajado a tal cifra que las latas de refrescos se fabricarían de este material. La verdad es que bien pensado, todas las líneas de electricidad conducirían mejor la corriente eléctrica que el material actual, el cobre.

Con el desarrollo de la tecnología actual, quizá no se consiga convertir plomo en oro pero sí que se puede dar salida a uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la Humanidad, los desechos radiactivos. En realidad, pocos pensaban en ese problema en los años 20 cuando esa tecnología emergente daba sus primeros pasos. En los años 40, Estados Unidos, Rusia y Alemania, comenzaron la carrera por fabricar en tiempo récord una bomba atómica.

El problema de la gestión de residuos radiactivos

El verdadero problema comenzó cuando se instaló en el Reino Unido el primer reactor nuclear, en la central de Calder Hall en 1956. La facilidad para generar energía y los costes razonablemente baratos del mineral de Uranio, ofrecían unas magniíficas perspectivas a un mundo que salía de los vestigios de una guerra mundial que asoló el planeta.

Hoy en día, persiste el debate surgido sobre la peligrosidad de la energía nuclear o su conveniencia como energía barata. Desde el punto de vista científico, la fisión nuclear, consiste en la ruptura del isótopo radiactivo por medio del lanzamiento de un neutrón como si fuera una cabeza de ariete. Producto de la ruptura se producen los denominados productos de fisión, dos nuevos isótopos para ser exactos, nuevos neutrones que salen despedidos hacia otros objetivos y energía, mucha energía.

¿Cómo se gestionan actualmente los residuos de alta radiactividad?

Cada central construida consume combustible de alta radiactividad, normalmente isótopos de Uranio 238, que se gastan y reponen cada 2 años. La solución inmediata al material de desecho que sigue siendo de alta radiactividad pasa por construir piscinas en el complejo del reactor para dejar sumergidos los contenedores de las barras de combustible gastado pero cuya radiactividad se reduce a niveles gestionables en no menos de decenas de miles de años.

La solución de sumergir en agua el material radiactivo de desecho permite reducir su radiactividad. Pasado un tiempo, cuanto más mejor, se ha de buscar un emplazamiento geológico estable profundo para dejar durante milenios que el material pierda sus propiedades radiactivas.

El inventario acumulado de los productos de fisión de alta radiactividad como son isótopos de Plutonio, Americio, Curio y Neptunio, también llamados transuránidos, ya están siendo confinados en fosas oceánicas y emplazamientos rocosos por países cuya cultura de energía nuclear está muy desarrollada como Estados Unidos o Francia.

No obstante, el tiempo que estos materiales han de estar ocluidos en sus emplazamientos es tan grande, decenas de miles de años, que supera la predictibilidad de nuestra tecnología e incluso de nuestras estructuras sociales. Es imposible imaginar los cambios geológicos por un lado, y el tipo de cambios en la Humanidad en ese periodo.

La transmutación, la solución a los emplazamientos

La transmutación es una propuesta para reducir el periodo de desactivación de los materiales de alta radiactividad de desecho. La idea no es procesarlos una vez extraídos los productos de fisión, sino emplear las técnicas de transmutación como un elemento adicional del ciclo del combustible nuclear.

La idea consiste en adaptar la reacción nuclear actual, a una reacción en cadena que fisione el propio producto de la primera fisión. Con ello, el tipo de isótopo obtenido tiene una vida media de 300 años, con lo que el problema de su gestión es perfectamente abordable mediante soluciones puramente tecnológicas. Además, el proceso de transmutación también libera energía, pudiéndose extraer hasta un 30% más de energía eléctrica.

El desarrollo tecnológico necesario para implementar la transmutación en las centrales actuales no es sencillo pero existen tres corrientes de investigación en el mundo. Una primera trabaja con el premio Nobel, Carlo Rubia y su equipo del CERN en colaboración con el grupo Jaeri japonés que han unido fuerzas con la aportación de avances en física nuclear e ingeniería nuclear. Un segundo grupo, en Estados Unidos, trabaja en el reprocesado de combustible irradiado, fundamentalmente para aumentar la capacidad del repositorio nuclear en Yucca Mountain.

Este artículo ha sido publicado por el autor en Suite101