El Síndrome de China en Fukushima

A medida que el tiempo va transcurriendo, más y más datos y análisis nos conducen a entender los eventos que tuvieron lugar en la central nuclear de Fukushima. Para mucha gente resulta muy difícil comprender cómo, tantos meses después, aún no se conocen los detalles de lo sucedido ni las condiciones exactas en las que se encuentran los reactores. La respuesta es sencilla, cuando uno pierde las referencias no sabe dónde está. Si por ejemplo viaja usted en avión, sería incapaz de decir a qué velocidad está volando, lo sabe únicamente porque tiene un medidor de velocidad. Pero ¿y si el medidor no funcionara? ¿y si proporcionara datos erróneos? Eso es lo que sucede en Fukushima, debido al desarrollo del accidente se perdió una gran parte del instrumental que sirve para establecer la situación de un reactor nuclear.

La pasada semana TEPCO publicó un informe en el que se establecía, con un nivel de detalle mayor, el estado del combustible en el interior de los reactores 1, 2 y 3. El informe se basa, fundamentalmente, en datos medidos de temperaturas, presiones, tipos y concentración de gases, así como en sofisticados códigos de simulación. Las conclusiones del informe son bastante concluyente: el 100% del combustible del reactor 1 podría haberse fundió unas pocas horas después del comienzo del accidente, allá por el 11 de marzo. El daño en los otros dos reactores no habría alcanzado a la totalidad del núcleo, siendo del orden del 60% – 70%, aproximadamente.

Recordemos que la propiedad fundamental de las reacciones de fisión que tienen lugar en el combustible nuclear es que producen calor. En las condiciones que pueden tener lugar en un accidente nuclear, ese combustible puede quedarse sin refrigeración y comenzar a calentarse. Si no se pone remedio, el combustible alcanzará temperaturas cercanas a los 3.000 ºC y se fundirá. Para que nos entendamos, este hecho implica que el combustible nuclear se funde como lo hace la cera de una vela caliente y se caerá al fondo de la vasija del reactor como lo hace la cera de la vela. Esto se conoce como “fusión de núcleo” y no tiene absolutamente nada que ver con que en el reactor tengan lugar reacciones de fusión, como puede leerse por ahí.

Lo que sucedió en el reactor 1 de Fukushima fue precisamente eso, el combustible alcanzó temperaturas muy elevadas, perdió su integridad estructural, se fundió y, convertido en una especie de lava metálica (conocida como “corium“), se fue al fondo de la vasija como lo hacen las gotas de cera fundida de una vela. En esta imagen pueden ver parte del combustible fundido en el accidente de Chernobyl (conocido como “pata de elefante”), que descendió a niveles inferiores del edificio del reactor a través de distintas tuberías.

La famosa “pata de elefante” formada por el combustible fundido bajo el reactor número 4 de Chernobyl. Fuente: desconocida.

La incultura popular, siempre tendente a pensar lo mejor en cada situación, asocia el hecho de una fusión de núcleo con el “Síndrome de China“, famosa película de James Bridges de 1979. En ella, el combustible fundido de una central nuclear americana, desafiando todas las leyes de la termodinámica, iría fundiendo toda la Tierra a su paso hasta llegar a las antípodas de EEUU (que se supone que eran China, aunque en realidad están en medio del Oceano Índico). La realidad es que el corium es una masa metálica a alta temperatura que se va enfriando poco a poco en contacto con otros materiales hasta volver a solidificarse, exactamente igual a lo que sucede en la cera con nuestra analogía de la vela. Pueden buscar en la red infinidad de fotos del corium del accidente de TMI o del de Chernobyl.

A pesar de esto, fueron algunos los medios de comunicación los que escribieron que el combustible había atravesado las contenciones de los reactores de Fukushima  y llevaría, por tanto, unos meses camino de sus antípodas. En este caso algún lugar del Atlántico cerca de Buenos Aires. Dejando las estupideces yuyulógicas tipo Iker Jiménez a un lado, el último estudio establece que la situación más desfavorable ha tenido lugar en el reactor 1. Parte del combustible fundido habría sido capaz de atravesar el acero de la vasija del reactor y precipitarse hacia el fondo de la contención primaria, también conocida como drywell o bombilla. En la siguiente figura pueden ver esquemáticamente lo que estoy comentando.

Visión esquemática de un reactor BWR como los de Fukushima. La ubicación posible del combustible fundido se representa en la figura. Fuente: TEPCO.

Por explicarlo sencillamente, el fondo de la “bombilla” consta de un espesor de 2,6 metros de hormigón especial hasta llegar a la pared de acero esférica que forma la contención primaria. Según el estudio de TEPCO, el combustible fundido habría logrado atravesar unos 70 centímetros de este hormigón, faltándole aún casi 2 metros hasta llegar al acero. Los cálculos mas desfavorables postulan que el corium podría haber alcanzado una profundidad de unos 2 metros en el hormigón, faltándole entonces poco menos de un metro hasta llegar a la pared de acero de la contención primaria, de la bombilla.

Si el corium hubiera llegado hasta la pared de acero de la contención, aún tendría que haber atravesado ésta. Y si lo hubiera conseguido, bajo ella tenemos aún otros 8 metros de hormigón de características especiales que tendría que atravesar para encontrarse con la tierra bajo el emplazamiento del reactor. Es decir, lo más probables es que haya fundido aproximadamente 1 metro de hormigón, pero aún le quedaban unos cuantos metros más y otra pared de acero para salir al exterior.

Actualmente parece claro que el combustible fundido está ya en condiciones sólidas y refrigerado. Recordemos que la contención primaria está inundada de agua en los tres reactores y los sensores de temperatura indican (todos ellos) valores ampliamente por debajo de 100ºC. En el caso de los reactores 2 y 3, es posible que una pequeña parte del combustible fundido pudiera haber atravesado también las vasijas de los reactores y haberse depositado en el fondo de la contención primaria. Sin embargo, el grado de fusión del núcleo y los cálculos y mediciones realizadas invitan a pensar que la mayoría del corium se depositó en el fondo de la vasija del reactor sin salir de ella. Posteriores estudios arrojarán más luz sobre estos hechos.

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