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matraz nuclear

Vagón con cabina de transporte que contiene un contenedor de residuos nucleares, en Bristol. Un contenedor nuclear es un recipiente de transporte que se utiliza para transportar...

Vagón con cabina de transporte que contiene un contenedor de residuos nucleares, en Bristol.

Un contenedor nuclear es un recipiente de transporte que se utiliza para transportar materiales nucleares activos entre la central nuclear y las instalaciones de reprocesamiento de combustible gastado.

Cada contenedor de transporte está diseñado para mantener su integridad en condiciones normales de transporte y ante hipotéticos accidentes. Deben proteger su contenido contra daños externos, como impactos o incendios. Asimismo, deben evitar fugas, tanto físicas como radiológicas.

Un contenedor típico de transporte de combustible nuclear gastado montado sobre un vagón de ferrocarril.

Los contenedores de transporte de combustible nuclear gastado se utilizan para transportar el combustible nuclear gastado [ 1 ] utilizado en centrales nucleares y reactores de investigación a lugares de eliminación como el centro de reprocesamiento nuclear en el sitio de COGEMA La Hague .

Internacional

Reino Unido

Tren de contenedores de residuos nucleares cerca de la planta de reprocesamiento de combustible nuclear gastado de Sellafield en el Reino Unido.
En la década de 1980, se realizó una prueba en la pista de pruebas de Old Dalby contra un frasco en su posición más vulnerable. El vídeo está disponible en varios servicios de alojamiento. [ 2 ]
El recipiente nuclear utilizado en la prueba de resistencia al impacto de Old Dalby, expuesto en la central nuclear de Heysham 1, muestra daños superficiales menores.

Los contenedores ferroviarios se utilizan para transportar el combustible gastado de las centrales nucleares del Reino Unido y de la planta de reprocesamiento de combustible nuclear gastado de Sellafield . Cada contenedor pesa más de 50 toneladas (110 000 lb) y normalmente transporta no más de 2,5 toneladas (5500 lb) de combustible nuclear gastado . [ 3 ]  

En los últimos 35 años, British Nuclear Fuels plc (BNFL) y su filial PNTL han realizado más de 14 000 envíos de SNF en contenedores a nivel mundial, transportando más de 9 000 toneladas de SNF a lo largo de 16 millones de millas por carretera, ferrocarril y mar sin fugas radiológicas. BNFL diseñó, obtuvo la licencia y actualmente posee y opera una flota de aproximadamente 170 contenedores del diseño Excellox. BNFL ha mantenido una flota de contenedores de transporte para enviar SNF al Reino Unido , Europa continental y Japón para su reprocesamiento .

En el Reino Unido se llevaron a cabo una serie de demostraciones públicas [ 4 ] en las que se sometieron frascos de combustible gastado (cargados con barras de acero) a condiciones de accidente simuladas. Un frasco seleccionado al azar ( nunca usado para contener combustible gastado ) de la línea de producción se dejó caer desde una torre. El frasco se dejó caer de tal manera que la parte más débil impactara primero contra el suelo. La tapa del frasco sufrió daños leves, pero se escapó muy poco material del frasco. Se escapó un poco de agua del frasco, pero se pensó que, en un accidente real, la fuga de radiactividad asociada con esta agua no representaría una amenaza para los seres humanos ni para el medio ambiente.

Para una segunda prueba, se colocó una tapa nueva en el mismo recipiente, se volvió a llenar con barras de acero y agua antes de que un tren lo embistiera a gran velocidad. El recipiente sobrevivió con solo daños superficiales, mientras que el tren quedó destruido. Si bien se trató de una prueba, las tensiones reales a las que se sometió el recipiente fueron muy inferiores a las que está diseñado para soportar, ya que gran parte de la energía de la colisión fue absorbida por el tren y desplazada a cierta distancia. Este recipiente se exhibe en el centro de capacitación de la central eléctrica Heysham 1 .

Descripción

Introducidos a principios de la década de 1960, los contenedores Magnox constan de cuatro capas: un contenedor interno para los residuos; guías y protectores que rodean dicho contenedor; todo ello contenido dentro del cuerpo principal de acero del contenedor, de 370 milímetros (15 pulgadas) de espesor , con aletas de refrigeración características; y (desde principios de la década de 1990) una cabina de transporte de paneles que proporciona una carcasa externa. Los contenedores para los residuos de las centrales nucleares de reactores refrigerados por gas avanzados posteriores son similares, pero tienen paredes principales de acero más delgadas, de 90 milímetros (3,5 pulgadas) de espesor, para permitir un amplio blindaje interno de plomo . El contenedor está protegido por un cerrojo que impide el acceso al contenido durante el transporte. [ 5 ]  

Transporte

Todos los frascos son propiedad de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear , propietaria de Direct Rail Services . Un tren que transportara frascos sería remolcado por dos locomotoras, ya sean de la Clase 20 o la Clase 37 , pero cada vez se utilizan más las locomotoras de las Clases 66 y 68 ; las locomotoras se utilizan en parejas como medida de precaución en caso de que una falle durante el trayecto. Greenpeace protesta porque los frascos en el transporte ferroviario representan un peligro para los pasajeros que se encuentran en los andenes, aunque muchas pruebas realizadas por la Dirección de Salud y Seguridad han demostrado que es seguro para los pasajeros estar en el andén mientras pasa un frasco. [ 6 ]

Seguridad

La resistencia al impacto del contenedor se demostró públicamente cuando una locomotora British Rail Clase 46 fue conducida a la fuerza contra un contenedor descarrilado (que contenía agua y varillas de acero en lugar de material radiactivo) a 160 km/h (100 millas por hora) ; el contenedor sufrió daños superficiales mínimos sin comprometer su integridad, mientras que tanto el vagón plataforma que lo transportaba como la locomotora quedaron más o menos destruidos. [ 2 ] Además, los contenedores se calentaron a temperaturas superiores a 800 °C (1470 °F) para demostrar su seguridad en caso de incendio. Sin embargo, los críticos consideran que la prueba fue defectuosa por varias razones. Se afirma que la prueba de calor está considerablemente por debajo de la de los incendios teóricos en el peor de los casos en un túnel, y el peor impacto en la actualidad tendría una velocidad de cierre de alrededor de 270 km/h (170 millas por hora ) . Sin embargo, se han producido varios accidentes relacionados con termos, incluidos descarrilamientos, colisiones e incluso la caída de un termo durante su traslado del tren a la carretera, sin que se produjera ninguna fuga.    

Se han detectado problemas en los que los frascos "sudan", es decir, cuando pequeñas cantidades de material radiactivo absorbido por la pintura migran a la superficie, provocando riesgos de contaminación. Estudios [ 7 ] [ 8 ] identificaron que entre el 10 % y el 15 % de los frascos en el Reino Unido presentaban este problema, pero ninguno superaba los límites de seguridad recomendados internacionalmente. Se observó que frascos similares en Europa continental superaban ligeramente los límites de contaminación durante las pruebas, por lo que se implementaron procedimientos de monitoreo adicionales. Para reducir el riesgo, los vagones portafrascos actuales en el Reino Unido están equipados con una tapa con cerradura para garantizar que cualquier contaminación superficial permanezca dentro del contenedor, y todos los contenedores se prueban antes del envío; aquellos que superan el nivel de seguridad se limpian hasta que se encuentran dentro del límite. Un informe de 2001 identificó riesgos potenciales y las medidas que debían adoptarse para garantizar la seguridad. [ 9 ]

Estados Unidos

Un típico contenedor pequeño de transporte de combustible nuclear gastado siendo montado en un camión.
Un contenedor de residuos nucleares procedente del Sitio Nacional de Seguridad de Nevada es transportado por carreteras públicas.

En Estados Unidos , la aceptabilidad del diseño de cada contenedor se evalúa conforme al Título 10, Parte 71, del Código de Regulaciones Federales (los contenedores de transporte de otras naciones, posiblemente excluyendo los de Rusia, se diseñan y prueban según estándares similares (Organismo Internacional de Energía Atómica, "Reglamento para el Transporte Seguro de Material Radiactivo" n.° TS-R-1)). Los diseños deben demostrar (posiblemente mediante modelado informático) protección contra la liberación radiológica al medio ambiente bajo las cuatro siguientes condiciones hipotéticas de accidente, diseñadas para abarcar el 99 % de todos los accidentes:

  • Una caída libre de 9 m (30 pies) sobre una superficie inflexible.  
  • Una prueba de perforación que permite que el contenedor caiga libremente 1 m (39 pulgadas) sobre una varilla de acero de 15 cm (5,9 pulgadas).    
  • Un incendio que duró 30 minutos y lo envolvió todo a 800 °C (1470 °F).  
  • Una inmersión de 8 horas bajo 0,9 m (3,0 pies) de agua.  
  • Además, el paquete, en perfecto estado, deberá someterse a una inmersión de 1 hora bajo 200 m (660 pies) de agua.  

Además, entre 1975 y 1977, los Laboratorios Nacionales Sandia realizaron pruebas de choque a gran escala en contenedores de transporte de combustible nuclear gastado. [ 10 ] [ 11 ] Aunque los contenedores resultaron dañados, ninguno habría tenido fugas. [ 12 ]

Aunque el Departamento de Transporte de los Estados Unidos (DOT) tiene la responsabilidad principal de regular el transporte seguro de materiales radiactivos en los Estados Unidos, la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) exige que los licenciatarios y transportistas involucrados en envíos de combustible gastado:

  • Siga únicamente las rutas autorizadas;
  • Proporcionar escoltas armadas para zonas densamente pobladas;
  • Utilice dispositivos de inmovilización;
  • Proporcionar sistemas de monitorización y comunicaciones redundantes;
  • Coordinar con las agencias de aplicación de la ley antes de los envíos; y
  • Notifique con anticipación a la NRC y a los estados por los que pasarán los envíos.

Desde 1965, aproximadamente 3.000 cargamentos de combustible nuclear gastado se han transportado de forma segura por las carreteras, vías fluviales y ferrocarriles de Estados Unidos.

Incendio en el túnel ferroviario de Baltimore

El 18 de julio de 2001, un tren de carga que transportaba materiales peligrosos (no nucleares) descarriló y se incendió al pasar por el túnel ferroviario de Howard Street en el centro de Baltimore, Maryland , Estados Unidos . [ 13 ] El incendio ardió durante 3 días, con temperaturas de hasta 1000 °C (1830 °F) . [ 14 ] Dado que los contenedores están diseñados para un incendio de 30 minutos a 800 °C, se han realizado varios informes sobre la incapacidad de los contenedores para sobrevivir a un incendio similar al de Baltimore. Sin embargo, los residuos nucleares nunca se transportarían junto con materiales peligrosos (inflamables o explosivos) en el mismo tren o vía. [ 15 ]  

Estado de Nevada

El estado de Nevada , EE. UU. , publicó un informe titulado "Implicaciones del incendio del túnel ferroviario de Baltimore para las pruebas a gran escala de contenedores de envío" el 25 de febrero de 2003. En el informe, dijeron que un hipotético accidente de combustible nuclear gastado basado en el incendio de Baltimore: [ 14 ]

  • "Se concluyó que el contenedor de acero-plomo-acero habría fallado después de 6,3 horas; el contenedor monolítico de acero habría fallado después de 11-12,5 horas."
  • "Área contaminada: 32 millas cuadradas (82  km² ) "
  • "Mortalidad por cáncer latente: entre 4.000 y 28.000 en 50 años (entre 200 y 1.400 durante el primer año)"
  • "Costo de la limpieza: 13.700 millones de dólares (en dólares de 2001)"

Academia Nacional de Ciencias

La Academia Nacional de Ciencias , a petición del Estado de Nevada, elaboró ​​un informe el 25 de julio de 2003. El informe concluyó que se debía hacer lo siguiente: [ 16 ]

  • "Es necesario modelar en 3D (tornillos, juntas, etc.) más allá del contenedor HI-STAR para entornos de fuego extremos."
  • "Para garantizar la seguridad y realizar análisis de riesgos, los barriles deben someterse a pruebas físicas hasta su destrucción."
  • "La NRC debería publicar todos los cálculos térmicos; Holtec está reteniendo información supuestamente confidencial."

NRC

La Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. publicó un informe en noviembre de 2006. Concluyó: [ 13 ]

Los resultados de esta evaluación también indican claramente que ni las partículas de combustible nuclear gastado (SNF) ni los productos de fisión se liberarían de un contenedor de transporte de combustible gastado que transportara combustible intacto en caso de un incendio grave en un túnel, como el del túnel de Baltimore. Ninguno de los tres diseños de contenedores analizados para el escenario del incendio del túnel de Baltimore (TN-68, HI-STAR 100 y NAC LWT) alcanzó temperaturas internas que provocaran la ruptura del revestimiento del combustible. Por lo tanto, el material radiactivo (es decir, partículas de SNF o productos de fisión) quedaría retenido dentro de las barras de combustible.
No habría fugas del HI-STAR 100, ya que el contenedor interior soldado permanece hermético. Si bien es improbable que se produzca una fuga, las fugas potenciales calculadas para el paquete ferroviario TN-68 y el paquete para camiones NAC LWT indican que cualquier fuga de CRUD de cualquiera de los dos paquetes sería muy pequeña, inferior a una cantidad A2.

Canadá

En comparación, el transporte de combustible nuclear gastado en Canadá ha sido limitado . Se han diseñado contenedores de transporte para su traslado por camión y ferrocarril, y el organismo regulador canadiense, la Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear , otorgó la aprobación para el uso de contenedores que también pueden utilizarse para envíos en barcazas. Las regulaciones de la comisión prohíben la divulgación de la ubicación, la ruta y el momento de los envíos de materiales nucleares, como el combustible gastado. [ 17 ]

Transporte marítimo internacional

Los contenedores nucleares que contienen combustible nuclear gastado se transportan a veces por mar para su reprocesamiento o traslado a una instalación de almacenamiento. Los buques que reciben estas cargas se clasifican como INF-1, INF-2 o INF-3 por la Organización Marítima Internacional . El código se introdujo como un sistema voluntario en 1993 y se hizo obligatorio en 2001. El acrónimo "INF" significa "Combustible Nuclear Irradiado", aunque la clasificación también abarca cargas de "plutonio y residuos de alta actividad". Para obtener estas clasificaciones, los buques deben cumplir una serie de normas estructurales y de seguridad. [ 18 ] Los buques utilizados para el transporte de combustible nuclear gastado suelen estar construidos específicamente para este fin y se conocen comúnmente como buques de transporte de combustible nuclear. La flota mundial incluye buques con bandera del Reino Unido, Japón, la Federación Rusa, China y Suecia.

Véase también

Referencias

  1. "Tipos de embalaje utilizados para el transporte de materiales radiactivos" (PDF) . Instituto Mundial de Transporte Nuclear . Consultado el 12 de julio de 2019 .
  2. 1 2 "Accidente en prueba de tren de 1984 - prueba de frasco nuclear" . 8 de septiembre de 2008 vía YouTube.
  3. Comité de Investigación de Trenes de Residuos Nucleares: Examen del transporte de residuos nucleares en tren a través de Londres (2001), párrafo 3.17 (pág. 11)
  4. Cuando los Ferrocarriles Británicos estrellaron deliberadamente un tren
  5. "Especificaciones del termo" (PDF) . Greenpeace . Consultado el 22 de febrero de 2014 .
  6. "Pregunta sobre el transporte ferroviario de materiales radiactivos - Hinkley Point" . www.onr.org.uk. Consultado el 11 de mayo de 2017 .
  7. Autoridades competentes 1998 'Contaminación superficial de los transportes de combustible nuclear gastado: Informe común de las autoridades competentes de Francia, Alemania, Suiza y el Reino Unido' Octubre de 1998
  8. Ministro de Transportes: Respuesta parlamentaria del 10 de junio de 1998 (véase Hansard)
  9. Comité de Investigación sobre el Transporte de Residuos Nucleares en Tren: Examen del transporte de residuos nucleares en tren a través de Londres, octubre de 2001
  10. "Pruebas de choque a gran escala de Sandia, 1975-1977" . Sandia . Archivado del original el 23 de marzo de 2011. Consultado el 11 de julio de 2019 .
  11. "Transporte de desechos nucleares - Pruebas de choque " . www.nuclearfaq.ca
  12. " Laboratorios Nacionales Sandia - Comunicados de prensa" . www.sandia.gov
  13. 1 2 Paquete de transporte de combustible gastado en respuesta al escenario del incendio del túnel de Baltimore (NUREG/CR-6886) , noviembre de 2006, Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. , consultado el 8 de junio de 2007.
  14. 1 2 Implicaciones del incendio del túnel ferroviario de Baltimore para las pruebas a gran escala de contenedores de transporte , 25 de febrero de 2003, Estado de Nevada , consultado el 8 de junio de 2007
  15. 49  CFR 174.81
  16. Incendio en el túnel de Baltimore , 25 de julio de 2003, Estado de Nevada , consultado el 8 de junio de 2007.
  17. Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear
  18. "El Código INF y los buques construidos específicamente para este fin" (PDF) . Instituto Mundial de Transporte Nuclear . Consultado el 20 de diciembre de 2020 .

Dominio público Este artículo incorpora material de dominio público del paquete de respuesta al incendio del túnel de Baltimore (NUREG/CR-6886) del gobierno de los Estados Unidos .

  • Transportes nucleares en Gran Bretaña (1999), Los habitantes de Cumbria se oponen a un entorno radiactivo.
  • ¡Choque! Imágenes de la prueba de choque de trenes de 1984
  • Accidente de prueba de tren de 1984. Imágenes de BBC News del accidente de tren de 1984.
  • Película publicitaria de la Operación Smash Hit realizada para la CEGB (posteriormente Magnox Electric Ltd) sobre la prueba de choque de trenes.
  • Riesgos del transporte de combustible irradiado y materiales nucleares en el Reino Unido , Large & Associates, para Greenpeace (2007)
  • Informe de antecedentes sobre los problemas básicos que deben abordarse , QuantSci Limited, para la Autoridad del Gran Londres (2001)
  • Consejo de Transporte de Estados Unidos
  • Comisión Reguladora Nuclear "Seguridad del transporte de combustible gastado" (NUREG/BR-0292)
  • Documento informativo de la Comisión Reguladora Nuclear sobre el transporte de combustible gastado y materiales radiactivos.
  • Resumen del grupo pronuclear
  • Fuel Solutions Inc. (BFS), la mayor empresa de transporte de materiales nucleares del mundo.
  • Instituto Mundial de Transporte Nuclear