¿Qué pasa en Fukushima (Parte 9)? Más sobre la Fusión del Núcleo del Reactor 1

El último artículo lo dedicamos a discutir las implicaciones del hallazgo de TEPCO acerca de los niveles de agua reales en el interior de la vasija. Cuando los trabajadores entraron en el edificio del reactor 1 hace más de una semana, se dieron cuenta de que los niveles de agua en la vasija del reactor eran, en realidad, más bajos de lo que habían mostrado los indicadores en la sala de control. En ese momento saltó la noticia a todos los medios de comunicación porque sabemos que un núcleo sin agua es un núcleo fundido. Sin embargo, tal y como escribí entonces, el nuevo hallazgo era casi irrelevante porque el núcleo probablemente llevaría fundido desde las primeras horas del accidente. Haber corroborado el hecho de que el núcleo del reactor se hubiera fundido no tiene ninguna transcendencia para la evolución del accidente. Tendrá transcendencia para los trabajos a desarrollar de aquí en adelante por TEPCO y su planificación para la refrigeración a medio plazo de los reactores.

Ayer domingo, TEPCO sacó un estudio preliminar sobre el estado del reactor 1 que confirma nuestras sospechas acerca de la fusión del núcleo desde el primer día del accidente. Las conclusiones principales de este informe son las cuatro siguientes:

  1. Después de calibrar el nivel de agua en el reactor 1 se dieron cuenta de que estaba por debajo de lo que habían creído hasta ahora.
  2. A pesar de ello, como la temperatura de la vasija del reactor 1 está entre 100 ºC y 120 ºC se está consiguiendo una refrigeración estable.
  3. Los resultados de un análisis provisional indican que las pastillas de combustible se fundieron y cayeron a la parte de abajo de la vasija del reactor poco tiempo después de que el tsunami alcanzara la planta de Fukushima.
  4. Sin embargo, como el reactor ha estado continuamente refrigerado mediante la inyección de agua, un evento que conduzca a la emisión de grandes cantidades de materiales radiactivos es improbable.

En el citado estudio preliminar de TEPCO aparecen algunas gráficas muy interesantes. Esta primera corresponde a la evolución del nivel de agua en la vasija del reactor durante los dos primeros días del accidente:

Evolución del nivel de agua en el interior de la vasija del reactor 1 de Fukushima Dai-ichi. Fuente: TEPCO.

Esta gráfica muestra claramente cómo, en el momento en que el Sistema del Condensador de Aislamiento dejó de funcionar, el nivel de agua en la vasija del reactor comenzó a descender. El Condensador de Aislamiento (IC) era el único sistema capaz de refrigerar el núcleo del reactor 1 una vez que se perdieron los generadores diésel de emergencia. Sin embargo, el sistema deja de funcionar cuando la temperatura del agua en el condensador se eleva tanto que, o bien no puede seguir enfriando el vapor o bien la presión en el condensador es tan elevada que hay que ventear el condensador, quedándose sin agua.

Sea como fuere, en un momento dado, el IC dejó de funcionar y el núcleo perdió completamente la refrigeración. En ese momento el agua de la vasija comenzó a calentarse, posteriormente a convertirse en vapor y, por tanto, el nivel de agua en la vasija comenzó a descender. Como podemos observar en la figura, cuando el terremoto tuvo lugar, el nivel de agua en la vasija estaba unos 5 metros por encima de la parte superior del combustible nuclear (lo normal). Tras la pérdida del IC el nivel de agua desciende rápidamente y, en apenas 3 horas, alcanza la parte superior del combustible. Una hora y media después ya había descendido lo suficiente como para dejar totalmente descubierto el combustible. Es decir, apenas 5 horas después de perder la refrigeración en el reactor, el combustible nuclear se había quedado ya descubierto y sin refrigeración alguna.

Desde el punto de vista del combustible, disponemos de esta otra gráfica, donde se representa la evolución de la temperatura en el propio núcleo del reactor:

Evolución de la temperatura del núcleo del reactor 1 de Fukushima Dai-ichi. Fuente: TEPCO.

Cuando tiene lugar el terremoto, el reactor número 1 detiene su operación. Pasa entonces del 100% de potencia térmica a detenerse, quedando menos de un 10% de su potencia en forma de calor residual. De ahí la caída que se observa en la temperatura del núcleo inmediatamente después al terremoto. Posteriormente, durante unas horas, la temperatura permanece constante puesto que el combustible se encuentra cubierto de agua. Cuando se pierde el IC y el nivel de agua comienza a bajar, la temperatura del núcleo sigue permaneciendo estable hasta que el nivel de agua alcanza la parte superior del combustible. En ese momento comienza a calentarse de forma inevitable, y sigue haciéndolo a medida que el nivel de agua continúa bajando. En poco tiempo (un par de horas) el combustible alcanza una temperatura cercana a los 2.800 ºC produciéndose la fusión del mismo. En este momento comienza la fusión del núcleo del reactor 1, en la tarde-noche del viernes 11 de marzo.

Estas gráficas confirman, por tanto, lo que sospechábamos: que el núcleo lleva fundido desde el primer día. Esto lo teníamos bastante claro ya desde hace tiempo, pero estos nuevos datos nos sirven para establecer el porcentaje de núcleo fundido. En un principio se habló del 75%, luego del 55% (todo esto eran estimaciones) y ahora, finalmente, parece que el núcleo está totalmente fundido. Aunque estos datos son también provisionales, no lo olvidemos. Aquí será todo provisional hasta que salga el informe oficial dentro de muchos meses.

Lo importante, lo único importante ahora es que, a pesar de que el núcleo esté fundido parece que se está refrigerando adecuadamente. La vasija del reactor tiene una temperatura que se encuentra entre 100 ºC y 120 ºC, indicando que el combustible fundido que se encuentra en el fondo de la vasija se está refrigerando.  En la gráfica siguiente podemos observar las mediciones de 12 sensores distintos de temperatura instalados en el reactor número 1 de Fukushima. 10 de ellos corresponden a temperaturas de la propia vasija, mientras que otros 2 corresponden a temperaturas de la piscina de supresión:

Evolución de las temperaturas en la vasija del reactor 1 de Fukushima Dai-ichi. Fuente: TEPCO.

Como podemos observar en la figura, todos los sensores indican que la temperatura de la vasija ha ido disminuyendo en el último mes, situándose todas ellas en el mencionado rango entre 100-120 ºC. Todas ellas, además, muestran una tendencia similar. La conclusión fundamental de estos datos, por tanto, es que el combustible fundido está siendo suficientemente refrigerado en el interior de la vasija. Esta análisis desarrollado por TEPCO es, como hemos dicho, preliminar y podrá ser revisado y modificado de acuerdo a datos más actualizados. De momento esto es lo que tenemos.

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Comentarios

Tepco no ha ofrecido nunca datos incorrectos ni ha ocultado información.

¡Gracias DR!

Le agradeceré, que me explique lo siguiente:
¿De qué sistemas? de medida de temperatura disponen y fiabilidad de ellos (pues al no estar en operación normal, no creo que dispongan de las RTD´s de las ramas)
Si sólo cuentan con termopares del núcleo y después de las temperaturas alcanzadas ¿hasta qué punto son fiables?
En conclusión:
¿Hasta qué punto es fiable? que la temperatura actual esté entre los 100 y 120 ºC.
Muchas gracias Doctor Fernandez, un saludo y hasta otra ocasión.

Conclusión: Lo que saco en claro es que cuando hay un accidente de este tipo, lo que ocurre en el reactor es una caja negra de la cual se tienen unas señales durante la operacion de emergencia de poca fiabilidad, así es difícil que se puedan tomar decisiones correctas.

Saludos

[...] El último artículo lo dedicamos a discutir las implicaciones del hallazgo de TEPCO acerca de los niveles de agua reales en el interior de la vasija. Cuando los trabajadores entraron en el edificio del reactor 1 hace más de una semana, se dieron cuenta de que los niveles de agua en la vasija del reactor eran, en realidad, más bajos de lo que habían mostrado los indicadores en la sala de control. En ese momento saltó la noticia a todos los medios de comunicación porque sabemos que un núcleo sin agua es un núcleo fundido. Sin embargo, tal y como escribí entonces, el nuevo hallazgo era casi irrelevante porque el núcleo probablemente llevaría fundido desde las primeras horas del accidente. Haber corroborado el hecho de que el núcleo del reactor se hubiera fundido no tiene ninguna transcendencia para la evolución del accidente. Tendrá transcendencia para los trabajos a desarrollar de … [Seguir leyendo...] Compromiso social por la ciencia Master Site Feed Posts [...]

A mi entender,y por meterme en un tema que no domino,y por si puede ser de utilidad, una idea que tengo que exponer,sería montar en las centrales nucleares un pequeño invento; una cubierta de estaño plomo, que puede tener un punto de fusión prefijado, un punto eutéctico a una temperatura que se calcule para su fusión p.e a 183ºC,esta aleación u otra parecida, incluso de mas bajo punto de fusión en el caso de añadir cadmio, bismuto, etc, sería posible. Y en el caso de que la temperatura aumentase de una manera rápida por ejemplo al perder parte de su refrigerante ,esta aleación, fluiría entre las barras del reactor bajando la temperatura de una manera inmediata y al quedar estas barras sumergidas en plomo líquido fundido, la radiación disminuiría y por tanto su masa crítica y por consiguiente la temperatura iría bajando, pudiéndose entonces recuperar los materiales radiactivos de una manera segura, al estar fundidos en la nueva masa ya sólida al cabo de unos días de enfriamiento natural o forzado, simplemente cortándolos. Es una idea simple, el plomo se utiliza para frenar la radiación y así es conocido es como disgregar la masa radiactiva disminuyendo sus efectos.

Tepco ha puesto una nueva pagina en ingles en la que está mejor organizada la información:

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/index-e.html

José Rivera, desconozco el tipo de sensores que tienen pero en total son nueve en diferentes puento de la vasija y dos en la piscina de supresión, puedes ver aquí su ubicación:

http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu11_e/images/110515e10.pdf

Esto junto al resto de parámetros y su evolución y comportamiento frente a ciertas acciones es lo que les permite considerar que efectivamente estas son las temperaturas correctas.

En otro orden de cosas, Tepco ya ha publicado en ingles el nuevo plan:

http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/11051703-e.html

Perdón, no es el nuevo plan sino una actualización del progreso, aunque se supone que hoy presentaban la actualización al plan despues de los nuevos hallazgos.

Parece que todos se centran en el reactor; sin embargo nadie habla del sistema de refrigeración, olvidandose de que una central nuclear es una máquina térmica con dos focos: uno caliente (el reactor) y otro frío o sumidero de calor (refrigeración). No he visto ninguna foto que muestre cómo han quedado las torres de refrigeración, que reutilizan aproximadamente el 95% del agua de su circuito. No son de extrañar las consecuencias de la rotura de este sistema por el terremoto+tsunami. La falta de refrigeración provocará la ebullición del agua y su más que probable fuga al exterior.

Saludos Antonio Vela,
La temperatura normal de funcionamiento ya está por encima de los 183 ºC que indicas (291 ºC en un PWR).

Hasta otra…

JUAN,

Los reactores de Fukushima no tienen torres de refrigeración.

Saludos.

Saludos DR. Fernandez,

Perdone si le reitero mi interés, sobre el sistema de medida o Algoritmo de cálculo empleado en la determinación de la temperatura (real o estimada), en el interior del amasijo en el que se ha convertido el reactor.

Gracias de antemano.

TEPCO, efectivamente nos ha engañado a todos, quiero entender que también a los físicos y expertos nucleares, o ¿ya sabían?.
Fusión desde el primer día. “Es ahora, cuando los focos mediáticos no apuntan hacia la central, cuando empieza a desvelarse la gravedad de los hechos. Es lo que ha llevado a algunos analistas a considerar que es una estrategia que ha beneficiado al gobierno y a los gestores nucleares japoneses, pues han ido aplazando y dosificando la comunicación del alcance del desastre.”
http://www.elmundo.es/elmundo/2011/05/18/ciencia/1305742029.html

Los expertos en ciencia nuclear quedan un poco mal: ocurre un accidente y ¿no tienen datos? ¿no se sabe qué ocurre? ¿fallan los sensores? Tecnológicamente es triste pensar que el resto de centrales nucleares funcionan… porque no pasa nada raro: a la más mínima las consecuencias son gravísimas y, lo poco que está previsto, que no sirve, ni siquiera funciona en circunstancias extremas.

Señores, desde el cuarto día del accidente están fundidos los 3 reactores: 1, 2, 3. Hoy lo ha confirmado Tepco. Dicen que uno al menos se ha llevado hasta la contención por delante. ¿Será culpa de los medios, que son unos catastrofistas, como decían ustedes en este blog tiempo ha? ¿o de los ignorantes en ciencia nuclear que decíamos que se debían estar fundiendo cuando los expertos decían que no y explicaban sus sistemas de refrigeración, medidas de protección? (que no han sido sino bla,bla,bla)

“La empresa ha admitido que la mayor parte de las barras de combustible usadas dentro de los reactores 2 y 3 se fundieron unos cuatro días después de la catástrofe, y que las vasijas de presión donde están encapsuladas podrían sufrir daños. Esto supondría que el agua usada para enfriarlos, altamente radiactiva, se estaría vertiendo a la vasija de contención primaria de las unidades.

A mediados de este mes Tepco ya anunció que la mayor parte de las barras de combustible en el interior del reactor 1 sufrieron una fusión horas después del desastre y perforaron la vasija de presión e incluso la de contención primaria, por lo que el agua estaría inundando el edificio que contiene la unidad. Ahora se sospecha que lo mismo pudo suceder en las unidades 2 y 3 de la planta.” (fuente: elpais)

Afortunadamente, aunque soy ingeniero, no me dedico a este sector. Hace mucha pupa intelectual saber que todo lo que sabes no sirve para nada y, además, no es cierto ni funciona como esperas que funcione.

Los expertos en ciencia nuclear quedan un poco mal: ocurre un accidente y ¿no tienen datos? ¿no se sabe qué ocurre? ¿fallan los sensores? Tecnológicamente es triste pensar que el resto de centrales nucleares funcionan… porque no pasa nada raro: a la más mínima las consecuencias son gravísimas y, lo poco que está previsto, que no sirve, ni siquiera funciona en circunstancias extremas.

Señores, desde el cuarto día del accidente están fundidos los 3 reactores: 1, 2, 3. Hoy lo ha confirmado Tepco. Dicen que uno al menos se ha llevado hasta la contención por delante. ¿Será culpa de los medios, que son unos catastrofistas, como decían ustedes en este blog tiempo ha? ¿o de los ignorantes en ciencia nuclear que decíamos que se debían estar fundiendo cuando los expertos decían que no y explicaban sus sistemas de refrigeración, medidas de protección? (que no han sido sino bla,bla,bla)

“La empresa ha admitido que la mayor parte de las barras de combustible usadas dentro de los reactores 2 y 3 se fundieron unos cuatro días después de la catástrofe, y que las vasijas de presión donde están encapsuladas podrían sufrir daños. Esto supondría que el agua usada para enfriarlos, altamente radiactiva, se estaría vertiendo a la vasija de contención primaria de las unidades.

A mediados de este mes Tepco ya anunció que la mayor parte de las barras de combustible en el interior del reactor 1 sufrieron una fusión horas después del desastre y perforaron la vasija de presión e incluso la de contención primaria, por lo que el agua estaría inundando el edificio que contiene la unidad. Ahora se sospecha que lo mismo pudo suceder en las unidades 2 y 3 de la planta.” (fuente: elpais)

Afortunadamente, aunque soy ingeniero, no me dedico a este sector. Hace mucha pupa intelectual lo que ha ocurrido. Aunque como lo importante es llenarse el bolsillo, qué seguras son las centrales nucleares!! ¿o no?.

Cuando empezó este bloc hablava del “corporativismo de los científicos y técnicos” que defienden y minusvaloran los problemas que tienen las empresas y centrales con la tecnología nuclear. Ahora, a la vista está, no tendríamos que hablar de corporativismo, sino , como a los políticos, de ocultación y engaño de los problemas que se presentan, supongo que perseguible judicialmente

Cuando empezó este bloc hablaba del “corporativismo de los científicos y técnicos” que defienden y minusvaloran los problemas que tienen las empresas y centrales con la tecnología nuclear. Ahora, a la vista está, no tendríamos que hablar de corporativismo, sino , como de los políticos, de ocultación y engaño de los problemas que se presentan, supongo que perseguible judicialmente.

Dice vier:

“a la más mínima las consecuencias son gravísimas”

¿la más mínima es un terremoto de grado 9 y un tsunami de 14 metros? que parece que se nos olvida una y otra vez que estamos en un escenario con más de 20.000 muertos y 100.000 edificios destruidos.

Y revisa la hemeroteca porque Tepco ya hace meses que que indicó que el combustible estaba dañado, es decir que por lo menos se había producido una fusión parcial de los elementos combustibles. Que parece que se descubre ahora que se ha fundido el combustible cuando lo que ha hecho Tepco es dar datos más concretos de lo acaecido los primeros días después de analizar toda la información que han ido recabando.

Eudald y vier tienen razón. Gobierno y eléctricas han estado continuamente engañando. La mayoria de Expertos nucleares continuamente minimizando la gravedad (claro que yo si viviera de eso tambien haría lo mismo).
Y podemos ir a la hemeroteca.

No hace falta ir a la hemeroteca: Noticia de hoy de El Pais: La nuclear Vandellós II revisa mal válvulas de seguridad desde 1988
El CSN estudia sancionar a la central, que detectó un procedimiento erróneo hace 18 años y no lo corrigió – La empresa admite el error pero niega riesgos
FERRAN BALSELLS – Barcelona – 28/05/2011
Y que viva mi España!

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