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Miércoles 11 de septiembre de 2002
Negocios radiactivos Varias organizaciones ambientalistas se oponen a que se procesen en el país los elementos combustibles gastados del reactor nuclear que Argentina le vendió a Australia. En esta nota un científico de la CNEA, especialista en combustibles nucleares, explica cómo es el procesamiento de estas sustancias y por qué sería un negocio rentable para el país. Por Verónica Engler (*) El concepto de "residuo radiactivo" es dinámico y va mutando. Lo cambiante del término se debe fundamentalmente a que, según los especialistas en energía nuclear, los elementos combustibles gastados (ECG) de reactores nucleares, adecuadamente tratados, pueden dar como resultado nuevos tipos de combustibles. De esta manera, se reciclan los recursos energéticos. Pero la modificación conceptual no está marcada únicamente por el ritmo de los cambios tecnológicos, sino también por la coyuntura política y por el marco jurídico en el que se inscriben. Por eso, no resulta extraño que el Acuerdo entre la República Argentina y Australia sobre cooperación en los usos pacíficos de la energía nuclear -en proceso de ratificación en el Congreso de la Nación-, haya generado posturas encontradas en torno a la posibilidad de que nuestro país pudiese comenzar a tratar ECG provenientes del exterior. En abril de este año INVAP -empresa estatal formada por el gobierno de Río Negro y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)- inició la construcción de un reactor nuclear para investigación y producción de radioisótopos en las afueras de Sydney. El contrato comercial entre INVAP -Investigación Aplicada- y la Organización Australiana para la Ciencia y Tecnología Nuclear -ANSTO, Australian Nuclear and Technology Organization- fue firmado hace poco más de dos años, luego de un arduo y prolongado proceso licitatorio en el que compitieron empresas de todo el mundo. Según los tiempos estipulados para la obra, el reactor debería comenzar a funcionar en el año 2006 y, aproximadamente, una década después estarían listos los primeros núcleos de ECG para ser tratados en el exterior antes de que Australia disponga su almacenamiento final. Una de las cláusulas de licitación para obtener el contrato con la ANSTO era que la empresa ganadora debía proponer una estrategia de gestión de los ECG como alternativa de respaldo en caso de que Australia dejara de procesar sus ECG en Francia -como lo hace actualmente. La "alternativa de respaldo" implica que INVAP deberá procesar los ECG en la Argentina o en el extranjero, para lo cual será necesario firmar otro contrato específico. El muerto en cuestión "El combustible gastado es un muerto y tiene un Rolex en la muñeca. Y puedo hacer dos cosas con este muerto: o lo entierro con el Rolex y lo tapo, o le saco el Rolex", ejemplifica Pablo Adelfang, químico egresado de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y Jefe del Proyecto de Desarrollo de los Combustibles de Alta Densidad (CNEA) que nutrirán al reactor australiano. "El Rolex en este caso son el uranio y el plutonio que quedan adentro del ECG, que pueden separarse y volver a usarse como combustible". Las placas de combustibles para reactores pueden tener diversas formas (rectangulares, cilíndricas, etc.) pero siempre se componen de una vaina de aluminio en cuyo interior se encuentra el material combustible propiamente dicho -uranio disperso en aluminio- al que se llama meat (carne), porque es como un sandwich: aluminio-meat-aluminio, cerrado por todos lados. Por otra parte, para ser introducidas en los reactores, las placas son colocadas en estructuras de aluminio adecuadas. El uranio (U) natural es un metal muy denso, de color blanco, constituido por tres isótopos: 238U (1) -que es el más abundante, alrededor del 99 %-, 235U -aproximadamente el 0,7 %- y 234U -en una pequeñísima cantidad. En el año 1934, el físico italiano Enrique Fermi (premio Nóbel de Física 1938) fue el primero en observar que el uranio bombardeado con neutrones se convertía en otros elementos. Pero en aquel momento Fermi, uno de los científicos que luego participaría en la creación de la bomba atómica, notó que sólo resultaba afectado por esta acción el 235U, el cual se hendía en dos fragmentos casi iguales con liberación de neutrones y de enorme cantidad de energía, lo que resultaba en la fisión nuclear, una reacción en cadena de proporciones inmensas: la energía liberada en la disociación nuclear de un kilogramo de 235U produce 25 millones de kilovatios-hora. Se entiende, entonces, que lo sustancial de esa "carne" que alimenta las fauces de los reactores nucleares esté formado por uranio enriquecido, que es el que contiene mayor proporción de 235U (puede llegar a tener hasta un 20 %). La metáfora mortuoria utilizada por Adelfang se refiere a las dos posibilidades que se presentan a la hora de tratar los ECG: acondicionar -no se extrae nada del combustible y va todo a disposición final- o reprocesar -se saca lo valioso para reutilizarlo. En el reprocesamiento se separan el uranio y el plutonio del material residual. Los primeros serán reutilizados para fabricar nuevos elementos combustibles. Los desechos radiactivos, en cambio, deberán ir a repositorios adecuados en función del período por el cual las sustancias presentes en el residuo sigan activas (contaminantes). La actividad de los residuos puede ser: baja (hasta 50 años), media (hasta 300 años) y alta (más de 300 años). Antes de ser pasados a disposición final, en repositorios adecuados, estos residuos pueden ser almacenados temporariamente en silos, bóvedas o piletas en las mismas instalaciones en donde se hallan los reactores. De esta manera, pueden permanecer guardados por decenas de años sin representar ningún riesgo. En el reprocesamiento, "el residuo de alta, que son los productos de fisión en los cuales se partieron los núcleos, muy activos, se introducen en una matriz de vidrio, y van a un repositorio geológico profundo. La parte metálica (el aluminio estructural), es de baja, por eso se cementa en tambores", explica Adelfang. Un repositorio geológico profundo es un lugar a miles de metros de profundidad (de 2000 a 4000) en roca adecuada. Hasta hace poco no había ningún repositorio de este tipo en funcionamiento, pero ya se inauguró el primero en EE.UU. y también se están construyendo en Finlandia, Suecia y Suiza. A diferencia de lo que se hace en el reprocesamiento, en el acondicionamiento para la disposición final no se separan materiales para uso ulterior, ya que en este caso se opta "por enterrar al muerto con el Rolex puesto", por lo tanto todos los componentes del combustible acondicionado van a disposición final. "Si considero que no voy a usar ni el plutonio ni el uranio, acondiciono al combustible para conformar una estructura que resulte en un paquete (waste package) adecuado para ser dispuesto en un repositorio geológico profundo", resume el científico de la CNEA. Acondicionando al difunto En la actualidad, la CNEA maneja dos enfoques técnicos para acondicionar al "muerto valioso" que producen los reactores en actividad. En el primero, conocido como melt and dilute, no se remueven las vainas de aluminio de las placas. Es un proceso en el que se coloca el combustible entero en un horno de inducción, se diluye con uranio empobrecido -con bajo porcentaje de 235U, aproximadamente 0,2 %- o con uranio natural para bajar el enriquecimiento, porque los combustibles quemados tienen entre un 9 y 10 % de 235U. Luego se le agrega más aluminio y queda un lingote que se coloca en un recipiente adecuado que debería ir a un repositorio geológico profundo. Todo este proceso se lleva a cabo en celdas calientes, recintos blindados y estancos, con paredes de hormigón pesado y ventanas de vidrio de plomo, donde el material nuclear muy activo se trabaja remotamente mediante telemanipuladores. La otra técnica contemplada para acondicionar se denomina Halox y es una creación de la CNEA. La idea de esta técnica es eliminar la mayor cantidad de aluminio posible para no tratarlo como residuo de alta. Para poder llevar a cabo este proceso, se desarma al ECG y se extrae el aluminio estructural, el de la vaina y el que contiene el meat. Las placas de combustible son sometidas a cloro gaseoso -que reacciona con el aluminio- y se volatiliza la parte de aluminio como cloruro de aluminio, que luego de ser convertido en óxido de aluminio o alúmina podrá ser almacenado como residuo de baja o de media. Por otra parte, se oxida el meat y se lo introduce en una matriz vítrea. La vitrificación se hace por fusión o sinterización. En la fusión se funde el vidrio con todo el material que va a contener. En la sinterización se usa al vidrio como un polvo, que se prensa a muy alta presión y después se trata térmicamente en un horno sin alcanzar la temperatura de fusión. La alternativa de respaldo Tanto INVAP como la CNEA observan que no hay inconvenientes legales o técnicos para que la Argentina comience a tratar los ECG de otros países, un negocio que ambos organismos consideran ético, seguro y altamente rentable. Entonces, ¿por qué Australia no procesa sus ECG? "Porque el procesamiento requiere de instalaciones de costos muy elevados, no tiene sentido. Nosotros lo ofrecemos porque tenemos las instalaciones en el Centro Atómico Ezeiza", aclara Adelfang, que es quien se haría cargo de las instalaciones en donde se tratarían los ECG del reactor de Australia en caso de que vinieran a nuestro país. El programa nuclear de la Argentina incluye siete reactores de investigación y dos centrales nucleares para producción de electricidad. La operación de Atucha I y Embalse llevan acumulados unos tres millones de kilogramos de ECG, que permanecen almacenados temporariamente hasta que se decida qué hacer con ellos mediante el Plan Estratégico de Gestión de Residuos Radiactivos (PEGRR), elaborado por la CNEA, que espera su aprobación por parte del Poder Ejecutivo Nacional desde el año 1999. Los ECG generados en un año de operación del nuevo reactor australiano ocuparán aproximadamente medio metro cúbico y pesarán unos 75 kg. Durante su vida útil (40 años) este reactor generará unos 3000 kg. de ECG, los que ocuparán un espacio de 20 metros cúbicos aproximadamente. "El volumen es bajísimo, pero el monto de procesar durante los 40 años de vida del reactor es de más de 100 millones de dólares", comenta Adelfang, acerca de la posibilidad de que la Argentina se involucre en este negocio, que en la actualidad es sólo usufructuado por tres países: Francia, Inglaterra y Rusia. De acuerdo al estado actual en materia de combustibles nucleares y en tratamiento de ECG, lo más probable es que Francia sólo pueda hacerse cargo del procesamiento de lo producido por el reactor australiano por un tiempo acotado, debido al tipo de combustible que utilizará el reactor, por lo cual INVAP debería echar mano a una "alternativa de respaldo" concreta para llevar a cabo la tarea. Los dos primeros núcleos enviados a Australia serán de siliciuro de uranio. Cada uno de estos núcleos contiene 16 unidades de combustible, que sirven para hacer funcionar al reactor por medio año. "Hay un problema con los siliciuros. La planta de Francia (Cogema) no los puede procesar porque se acumula sílice en los filtros y tienen que modificarla -explica Adelfang-. Pueden procesar una pequeña cantidad, pero no pueden hacerlo en forma rutinaria". La planta de procesamiento francesa está armada para tratar combustibles mediante un proceso llamado Purex, cuya primera etapa es de disolución. Como el silicio de los siliciuros no se disuelve con el proceso aplicado, sino que precipita, queda un polvo que, en gran cantidad, es pernicioso para el procesamiento posterior porque puede causar diversos inconvenientes (como por ejemplo obstruir los filtros). Para extraer las sustancias precipitadas habría que instalar una máquina capaz de centrifugar, algo que, en principio, no parece rentable para los franceses, porque el equipamiento necesario es muy costoso. Por este motivo, sólo los dos primeros núcleos de siliciuro que va a proveer Argentina se podrían procesar en Francia y luego debería ser implementada la "alternativa de respaldo". Pero queda otra posibilidad que haría factible que Francia continúe desarrollando la tarea luego de haber procesado los dos primeros núcleos de ECG. Si el reactor fuese alimentado con uranio molibdeno -un combustible de última generación que aún no está calificado a nivel mundial- en lugar de siliciuro de uranio, el tratamiento del ECG podría continuar realizándose en tierras galas. "El reactor está diseñado, en realidad, para usar combustible de uranio molibdeno. Argentina está en punta en el desarrollo de estos combustibles, o sea que se podría utilizar uranio molibdeno, si este combustible al poner en funcionamiento el reactor ya cuenta con la calificación internacional necesaria para ser usado", detalla Adelfang, sin descartar la posibilidad de que la Argentina pueda desarrollar la industria de procesamiento de ECG paralelamente a la de producción de uranio molibdeno. Para que sea posible poner a funcionar la planta de procesamiento de Ezeiza, primero deberá determinarse si en nuestro país los ECG serán vistos o no como residuos radiactivos, lo que definirá la constitucionalidad de un negocio que implica el ingreso a territorio nacional de estas sustancias. Sumado a esto, los ambientalistas que se oponen al desarrollo de este tipo de emprendimientos en nuestro país, alegan que comenzar a tratar ECG antes de contar con un plan de gestión de residuos radiactivos -en el cual debería especificarse que hará la Argentina con los combustibles irradiados de sus propios reactores- es condicionar de hecho la política nacional en material nuclear, ya que por el momento la Argentina, como la mayoría de los países, sigue la política del "wait and see" (esperar y ver) y mantiene sus ECG guardados en almacenamientos temporarios, mientras se investiga cuáles son las tecnologías más adecuadas para tratar estas sustancias altamente contaminantes. (1) El índice del símbolo 235U expresa la masa atómica de esa variedad isotópica del Uranio.
(*) Centro de Divulgación Científica - FCEyN - UBA
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