Los combustibles y su manipulación (III)

El combustible nuevo que llega a la central eléctrica procedente de la fábrica productora no es significativamente radiactivo y puede manipularse manualmente o con herramientas de elevación/manipulación de manejo manual, sin necesidad de protección. Un montaje de combustible típico para un reactor PWR

o BWR consiste en unas 200 barras de combustible dispuestas en cuadro, de unos 4 m de largo, con un peso aproximado de 450 kg. Un reactor PWR o BWR de gran tamaño necesita alrededor de 200 montajes de estos. El combustible se manipula por medio de un puente-grúa y se coloca en estanterías verticales en seco en el almacén de combustible nuevo. Todas las operaciones de instalación de combustible nuevo en un reactor de agua ligera en servicio, como un PWR o BWR, se realizan bajo el agua, a profundidad suficiente para proteger a cualquier persona que pueda encontrarse por encima del reactor. Primero debe quitarse la tapa embridada de la vasija del reactor y retirar parte del combustible usado (en general, entre un tercio y la mitad del núcleo del reactor) usando el puente-grúa y el montacargas de manipulación de combustible. El combustible usado se deposita en bahías de almacenamiento llenas de agua. Puede ser nece- sario reorganizar los demás montajes de combustible usado del núcleo (generalmente moviéndolos hacia el centro del núcleo) para conformar la producción de energía en el reactor. Después, se instalan los montajes nuevos en los lugares vacantes. La recarga de un reactor de gran tamaño puede requerir de 2 a 6 semanas, dependiendo de los trabajadores disponibles y de la cantidad de combustible que haya que reemplazar.

El reactor CANDU y algunos reactores refrigerados con gas se recargan en funcionamiento utilizando equipos con control remoto que retiran el combustible usado e introducen los mazos o elementos de combustible nuevo. En el caso del CANDU, el combustible consiste en mazos de barras de combustible de medio metro de largo, aproximadamente 10 cm de diámetro y alrededor de 24 kg de peso. El combustible se recibe de fábrica en cajas de embalaje de cartón y se deposita en el almacén de combustible nuevo, listo para cargarlo al reactor. Los reactores en servicio suelen recargarse diariamente para mantener su reactividad. En un reactor CANDU de gran tamaño, la recarga normal es de 12 mazos diarios. Los mazos se colocan manualmente en un mecanismo de carga de combustible que, a su vez, los introduce en una máquina de recarga manejada a distancia desde la sala de control de la central. Para cargar combustible nuevo en el reactor, se maniobran dos máquinas de recarga controladas a distancia y conectadas a los extremos del canal horizontal de combustible que se va a recargar. Las máquinas abren el canal por ambos extremos, con el sistema refrigerante a presión y temperatura de trabajo, e introducen el combustible nuevo por un extremo y retiran el usado por el otro. Una vez instalados los mazos de combustible necesarios, vuelven a colocar los cierres de los canales y pasan a recargar otro canal o a descargar el combustible usado en la bahía llena de agua.

El combustible usado descargado de todos los reactores operativos es muy radiactivo y precisa refrigeración para no sobrecalentarse y un blindaje que evite la irradiación directa de equipos

u organismos vivos sensibles que se encuentren en las proximidades. Lo que suele hacerse es descargar el combustible usado en una piscina de almacenamiento donde el combustible quede cubierto por al menos 4 m de agua. Esto permite observar el combustible a través del agua con total seguridad y acceder al mismo para moverlo bajo el agua hasta un lugar de almacena- miento más duradero.

La radiactividad y el calor total generados por el combustible descargado disminuyen hasta alrededor de un 1 % de su valor inicial en un año, y hasta un 0,1 % en 10. Pasados de 5 a 10 años desde la descarga, la producción de calor habrá disminuido hasta el punto de que podrá retirarse el combustible de la piscina y almacenarse en seco en un contenedor, sólo con la circulación natural de aire alrededor del mismo. Sin embargo, seguirá siendo bastante radiactivo y necesitará un blindaje anti- rradiación durante muchos decenios. Habrá que evitar la inges- tión del material combustible por parte de organismos vivos durante mucho más tiempo.

La eliminación efectiva del combustible usado de los reactores de potencia todavía se encuentra en fase de desarrollo y aproba- ción. En varios países se está estudiando activamente su elimina- ción, pero todavía no se ha aprobado en ninguna parte del mundo. El concepto de almacenamiento subterráneo a gran profundidad en estructuras de roca estable se encuentra en fase de aprobación en Canadá, como método práctico y seguro de deshacerse de forma definitiva de estos residuos radiactivos de alto nivel. Sin embargo, parece que, aun cuando se apruebe este sistema hacia el año 2000, la eliminación real del combustible usado no se producirá hasta alrededor del 2025.