Gestión de residuos radiactivos de alto nivel - High-level radioactive waste management

Combustible nuclear gastado almacenado bajo el agua y destapado en el sitio de Hanford en Washington , EE. UU.

La gestión de desechos radiactivos de alto nivel se refiere a cómo se tratan los materiales radiactivos creados durante la producción de energía nuclear y armas nucleares . Los desechos radiactivos contienen una mezcla de nucleidos de vida corta y de vida larga , así como nucleidos no radiactivos. Según se informa, había unas 47.000 toneladas (100 millones de libras) de desechos nucleares de alta actividad almacenados en los Estados Unidos en 2002.

Los elementos transuránicos más problemáticos en el combustible gastado son el neptunio-237 (vida media dos millones de años) y el plutonio-239 (vida media 24.000 años). En consecuencia, los desechos radiactivos de alta actividad requieren un tratamiento y una gestión sofisticados para aislarlos con éxito de la biosfera . Por lo general, esto requiere un tratamiento, seguido de una estrategia de gestión a largo plazo que implica el almacenamiento permanente, la eliminación o la transformación de los desechos en una forma no tóxica. La desintegración radiactiva sigue la regla de la vida media , lo que significa que la tasa de desintegración es inversamente proporcional a la duración de la desintegración. En otras palabras, la radiación de un isótopo de vida larga como el yodo-129 será mucho menos intensa que la de un isótopo de vida corta como el yodo-131 .

Los gobiernos de todo el mundo están considerando una variedad de opciones de gestión y eliminación de desechos, que generalmente involucran la colocación geológica profunda , aunque ha habido un progreso limitado hacia la implementación de soluciones de gestión de desechos a largo plazo. Esto se debe en parte a que los plazos en cuestión cuando se trata de residuos radiactivos oscilan entre 10.000 y millones de años, según estudios basados ​​en el efecto de las dosis de radiación estimadas.

Así, el ingeniero y físico Hannes Alfvén identificó dos prerrequisitos fundamentales para la gestión eficaz de desechos radiactivos de alto nivel: (1) formaciones geológicas estables y (2) instituciones humanas estables durante cientos de miles de años. Como sugiere Alfvén, ninguna civilización humana conocida ha perdurado durante tanto tiempo, y aún no se ha descubierto ninguna formación geológica de tamaño adecuado para un depósito permanente de desechos radiactivos que haya sido estable durante tanto tiempo. No obstante, evitar afrontar los riesgos asociados con la gestión de desechos radiactivos puede generar riesgos compensatorios de mayor magnitud. La gestión de residuos radiactivos es un ejemplo de análisis de políticas que requiere especial atención a las preocupaciones éticas, examinadas a la luz de la incertidumbre y el futuro : consideración de "los impactos de las prácticas y tecnologías en las generaciones futuras".

Existe un debate sobre lo que debería constituir una base científica y de ingeniería aceptable para proceder con las estrategias de eliminación de desechos radiactivos. Hay quienes han argumentado, sobre la base de complejos modelos de simulación geoquímica, que ceder el control de los materiales radiactivos a los procesos geohidrológicos al cierre del depósito es un riesgo aceptable. Sostienen que los llamados "análogos naturales" inhiben el movimiento subterráneo de radionucleidos, haciendo innecesario la eliminación de desechos radiactivos en formaciones geológicas estables. Sin embargo, los modelos existentes de estos procesos están empíricamente subdeterminados: debido a la naturaleza subterránea de tales procesos en formaciones geológicas sólidas, la precisión de los modelos de simulación por computadora no ha sido verificada por observación empírica, ciertamente no durante períodos de tiempo equivalentes a la mitad letal. vidas de desechos radiactivos de alta actividad. Por otro lado, algunos insisten en que son necesarios repositorios geológicos profundos en formaciones geológicas estables. Los planes nacionales de gestión de varios países muestran una variedad de enfoques para resolver este debate.

Los investigadores sugieren que los pronósticos de detrimento de la salud durante períodos tan prolongados deberían examinarse críticamente . Los estudios prácticos solo consideran hasta 100 años en lo que respecta a la planificación efectiva y las evaluaciones de costos. El comportamiento a largo plazo de los desechos radiactivos sigue siendo un tema de investigación en curso. A continuación se describen las estrategias de gestión y los planes de implementación de varios gobiernos nacionales representativos.

Disposición geológica

El Panel internacional sobre materiales fisionables ha dicho:

Está ampliamente aceptado que el combustible nuclear gastado y el reprocesamiento de alto nivel y los desechos de plutonio requieren un almacenamiento bien diseñado durante períodos que van desde decenas de miles a un millón de años, para minimizar las emisiones al medio ambiente de la radiactividad contenida. También se requieren salvaguardias para garantizar que ni el plutonio ni el uranio altamente enriquecido se desvíen al uso de armas. Existe un acuerdo general en que colocar combustible nuclear gastado en depósitos a cientos de metros por debajo de la superficie sería más seguro que el almacenamiento indefinido de combustible gastado en la superficie.

El proceso de selección de repositorios permanentes apropiados para desechos de alta actividad y combustible gastado está en marcha en varios países y se espera que el primero se ponga en servicio en algún momento después de 2017. El concepto básico es ubicar una formación geológica grande y estable y utilizar tecnología minera para excavar un túnel, o de gran calibre tuneladoras (similares a los utilizados para perforar el túnel del Canal de Inglaterra a Francia) para perforar un eje de 500-1.000 metros (1,600-3,300 ft) por debajo de la superficie donde las habitaciones o bóvedas pueden ser excavados para la eliminación de desechos radiactivos de alta actividad. El objetivo es aislar permanentemente los desechos nucleares del entorno humano. Sin embargo, muchas personas se sienten incómodas con el cese inmediato de la administración de este sistema de eliminación, lo que sugiere que la administración y el monitoreo perpetuos serían más prudentes.

Dado que algunas especies radiactivas tienen una vida media superior a un millón de años, deben tenerse en cuenta incluso tasas muy bajas de fuga de contenedores y migración de radionúclidos. Además, puede requerir más de una vida media hasta que algunos materiales nucleares pierdan suficiente radiactividad como para dejar de ser letales para los organismos vivos. Una revisión de 1983 del programa sueco de eliminación de desechos radiactivos realizada por la Academia Nacional de Ciencias encontró que la estimación de ese país de varios cientos de miles de años, tal vez hasta un millón de años, es necesaria para el aislamiento de desechos "plenamente justificado".

El método de eliminación de desechos subductivos en tierra propuesto eliminaría los desechos nucleares en una zona de subducción a la que se accede desde tierra y, por lo tanto, no está prohibido por un acuerdo internacional. Este método se ha descrito como un medio viable de eliminación de desechos radiactivos y como una tecnología de eliminación de desechos nucleares de última generación.

En la naturaleza, se descubrieron dieciséis depósitos en la mina Oklo en Gabón, donde tuvieron lugar reacciones naturales de fisión nuclear hace 1.700 millones de años. Se encontró que los productos de fisión en estas formaciones naturales se movieron menos de 10 pies (3 m) durante este período, aunque la falta de movimiento puede deberse más a la retención en la estructura de la uraninita que a la insolubilidad y sorción del agua subterránea en movimiento; Los cristales de uraninita se conservan mejor aquí que los de las barras de combustible gastado debido a una reacción nuclear menos completa, por lo que los productos de reacción serían menos accesibles al ataque de las aguas subterráneas.

La disposición horizontal de sondajes describe propuestas para perforar más de un kilómetro verticalmente y dos kilómetros horizontalmente en la corteza terrestre, con el propósito de eliminar formas de desechos de alta actividad como el combustible nuclear gastado , el cesio-137 o el estroncio-90 . Después del emplazamiento y el período de recuperación, los pozos se rellenarían y sellarían. Una serie de pruebas de la tecnología se llevaron a cabo en noviembre de 2018 y luego nuevamente públicamente en enero de 2019 por una empresa privada con sede en EE. UU. La prueba demostró la colocación de un recipiente de prueba en un pozo de perforación horizontal y la recuperación del mismo recipiente. En esta prueba no se utilizaron residuos de alta actividad.

Materiales para disposición geológica

Para almacenar los desechos radiactivos de alto nivel en depósitos geológicos a largo plazo, es necesario utilizar formas específicas de desechos que permitan que la radiactividad se descomponga mientras los materiales conservan su integridad durante miles de años. Los materiales que se utilizan se pueden dividir en varias clases: formas de residuos de vidrio, formas de residuos de cerámica y materiales nanoestructurados.

Las formas de vidrio incluyen vidrios de borosilicato y vidrios de fosfato. Los vidrios de borosilicato para desechos nucleares se utilizan a escala industrial para inmovilizar desechos radiactivos de alta actividad en muchos países que son productores de energía nuclear o tienen armas nucleares. Las formas de desechos de vidrio tienen la ventaja de poder adaptarse a una amplia variedad de composiciones de corrientes de desechos, son fáciles de escalar hasta el procesamiento industrial y son estables frente a perturbaciones térmicas, radiativas y químicas. Estos vidrios funcionan uniendo elementos radiactivos a elementos formadores de vidrio no radiactivos. Los vidrios de fosfato, aunque no se utilizan industrialmente, tienen tasas de disolución mucho más bajas que los vidrios de borosilicato, lo que los convierte en una opción más favorable. Sin embargo, ningún material de fosfato tiene la capacidad de acomodar todos los productos radiactivos, por lo que el almacenamiento de fosfato requiere más reprocesamiento para separar los desechos en fracciones distintas. Ambos vasos deben procesarse a temperaturas elevadas, lo que los hace inutilizables para algunos de los elementos radiotóxicos más volátiles.

Las formas de desechos de cerámica ofrecen cargas de desechos más altas que las opciones de vidrio porque las cerámicas tienen una estructura cristalina. Además, los análogos minerales de las formas de desechos cerámicos proporcionan evidencia de durabilidad a largo plazo. Debido a este hecho y al hecho de que pueden procesarse a temperaturas más bajas, las cerámicas a menudo se consideran la próxima generación en formas de desechos radiactivos de alto nivel. Las formas de residuos cerámicos ofrecen un gran potencial, pero queda mucha investigación por hacer.

Planes de manejo nacionales

Finlandia, Estados Unidos y Suecia son los más avanzados en el desarrollo de un depósito profundo para la eliminación de desechos radiactivos de alto nivel. Los países varían en sus planes sobre la eliminación del combustible usado directamente o después del reprocesamiento, y Francia y Japón tienen un amplio compromiso con el reprocesamiento. El estado específico de cada país de los planes de gestión de desechos de alto nivel se describe a continuación.

En muchos países europeos (por ejemplo, Gran Bretaña, Finlandia, Países Bajos, Suecia y Suiza), el riesgo o el límite de dosis para un miembro del público expuesto a la radiación de una futura instalación de desechos nucleares de alto nivel es considerablemente más estricto que el sugerido por el Comisión Internacional de Protección Radiológica o propuesto en los Estados Unidos. Los límites europeos son a menudo más estrictos que el estándar sugerido en 1990 por la Comisión Internacional de Protección Radiológica en un factor de 20, y más estrictos en un factor de diez que el estándar propuesto por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) para la energía nuclear de Yucca Mountain. depósito de residuos durante los primeros 10.000 años después del cierre. Además, el estándar propuesto por la EPA de EE.UU. para más de 10,000 años es 250 veces más permisivo que el límite europeo.

Los países que han avanzado más hacia un repositorio de desechos radiactivos de alta actividad generalmente han comenzado con consultas públicas y han hecho de la ubicación voluntaria una condición necesaria. Se cree que este enfoque de búsqueda de consenso tiene más posibilidades de éxito que los modos de toma de decisiones de arriba hacia abajo, pero el proceso es necesariamente lento y hay "experiencia inadecuada en todo el mundo para saber si tendrá éxito en todos los sistemas nucleares existentes y aspirantes". naciones ".

Además, la mayoría de las comunidades no quieren albergar un depósito de desechos nucleares porque están "preocupados porque su comunidad se convierta en un sitio de facto para desechos durante miles de años, las consecuencias para la salud y el medio ambiente de un accidente y los valores más bajos de las propiedades".

Asia

porcelana

En China ( República Popular China ), diez reactores proporcionan alrededor del 2% de la electricidad y cinco más están en construcción. China se comprometió con el reprocesamiento en la década de 1980; se está construyendo una planta piloto en Lanzhou , donde se ha construido una instalación de almacenamiento temporal de combustible gastado. La disposición geológica se ha estudiado desde 1985, y la ley exigió un depósito geológico profundo permanente en 2003. Los sitios en la provincia de Gansu cerca del desierto de Gobi en el noroeste de China están bajo investigación, y se espera que se seleccione un sitio final para 2020, y la disposición real alrededor de 2050.

Taiwán

En Taiwán ( República de China ), se construyó una instalación de almacenamiento de desechos nucleares en el extremo sur de la isla Orquídea en el condado de Taitung , frente a la costa de la isla de Taiwán. La instalación fue construida en 1982 y es propiedad y está operada por Taipower . La instalación recibe desechos nucleares de las tres plantas de energía nuclear actuales de Taipower . Sin embargo, debido a la fuerte resistencia de la comunidad local en la isla, los residuos nucleares deben almacenarse en las propias instalaciones de la central eléctrica.

India

India adoptó un ciclo de combustible cerrado, que implica el reprocesamiento y reciclaje del combustible gastado. El reprocesamiento da como resultado que el 2-3% del combustible gastado se desperdicie, mientras que el resto se recicla. El combustible de desecho, llamado desecho líquido de alto nivel, se convierte en vidrio mediante vitrificación. Luego, los desechos vitrificados se almacenan durante un período de 30 a 40 años para su enfriamiento.

Dieciséis reactores nucleares producen alrededor del 3% de la electricidad de la India y siete más están en construcción. El combustible gastado se procesa en las instalaciones de Trombay cerca de Mumbai , en Tarapur en la costa oeste al norte de Mumbai y en Kalpakkam en la costa sureste de la India. El plutonio se utilizará en un reactor reproductor rápido (en construcción) para producir más combustible y otros desechos vitrificados en Tarapur y Trombay. Se espera un almacenamiento provisional durante 30 años, con eventual eliminación en un depósito geológico profundo en roca cristalina cerca de Kalpakkam.

Japón

En 2000, una Ley Específica de Eliminación Final de Residuos Radiactivos exigió la creación de una nueva organización para gestionar los residuos radiactivos de alta actividad, y ese mismo año se estableció la Organización de Gestión de Residuos Nucleares de Japón (NUMO) bajo la jurisdicción del Ministerio de Economía, Comercio. e Industria. NUMO es responsable de seleccionar un sitio de repositorio geológico profundo permanente , la construcción, operación y cierre de la instalación para el emplazamiento de desechos para 2040. La selección del sitio comenzó en 2002 y la información de la solicitud se envió a 3,239 municipios, pero para 2006, ningún gobierno local se había ofrecido como voluntario para albergar la instalación. La prefectura de Kōchi mostró interés en 2007, pero su alcalde dimitió debido a la oposición local. En diciembre de 2013, el gobierno decidió identificar áreas candidatas adecuadas antes de acercarse a los municipios.

El jefe del panel de expertos del Consejo Científico de Japón ha dicho que las condiciones sísmicas de Japón dificultan predecir las condiciones del suelo durante los 100.000 años necesarios, por lo que será imposible convencer al público de la seguridad de la eliminación geológica profunda.

Europa

Bélgica

Bélgica tiene siete reactores nucleares que proporcionan aproximadamente el 52% de su electricidad. El combustible nuclear gastado belga se envió inicialmente para su reprocesamiento en Francia. En 1993, el reprocesamiento se suspendió tras una resolución del parlamento belga; Desde entonces, el combustible gastado se almacena en los emplazamientos de las centrales nucleares. La eliminación profunda de desechos radiactivos de alta actividad (HLW) se ha estudiado en Bélgica durante más de 30 años. Boom Clay se estudia como una formación huésped de referencia para la eliminación de HLW. El laboratorio de investigación subterráneo de Hades (URL) está ubicado a -223 m (-732 pies) en la Formación Boom en el sitio Mol . La URL belga es gestionada por Euridice Economic Interest Group , una organización conjunta entre SCK • CEN , el Centro Belga de Investigación Nuclear que inició la investigación sobre la eliminación de residuos en Bélgica en las décadas de 1970 y 1980 y ONDRAF / NIRAS , la agencia belga de residuos radiactivos. administración. En Bélgica, el organismo regulador a cargo de la orientación y la aprobación de licencias es la Agencia Federal de Control Nuclear, creada en 2001.

Finlandia

En 1983, el gobierno decidió seleccionar un sitio para un depósito permanente para 2010. Con cuatro reactores nucleares proporcionando el 29% de su electricidad, Finlandia promulgó en 1987 una Ley de Energía Nuclear que obliga a los productores de desechos radiactivos a ser responsables de su eliminación, sujeto a los requisitos de su Autoridad de Seguridad Radiológica y Nuclear y un veto absoluto otorgado a los gobiernos locales en los que se ubicaría un repositorio propuesto. Los productores de residuos nucleares organizaron la empresa Posiva , con la responsabilidad de la selección del sitio, construcción y operación de un depósito permanente. Una enmienda de 1994 a la ley requirió la disposición final del combustible gastado en Finlandia, prohibiendo la importación o exportación de desechos radiactivos.

La evaluación ambiental de cuatro sitios se realizó en 1997-1998, Posiva eligió el sitio de Olkiluoto cerca de dos reactores existentes, y el gobierno local lo aprobó en 2000. El Parlamento finlandés aprobó un depósito geológico profundo allí en un lecho de roca ígnea a una profundidad de unos 500 metros ( 1.600 pies) en 2001. El concepto de depósito es similar al modelo sueco, con contenedores que se revestirán de cobre y se enterrarán debajo del nivel freático a partir de 2020. Se estaba construyendo una instalación de caracterización subterránea, el depósito de combustible nuclear gastado de Onkalo , en el sitio en 2012.

Francia

Con 58 reactores nucleares que aportan alrededor del 75% de su electricidad , el porcentaje más alto de cualquier país, Francia ha estado reprocesando el combustible de su reactor gastado desde la introducción de la energía nuclear allí. Parte del plutonio reprocesado se utiliza para fabricar combustible, pero se produce más de lo que se recicla como combustible de reactor. Francia también reprocesa el combustible gastado para otros países, pero los desechos nucleares se devuelven al país de origen. Se espera que los desechos radiactivos del reprocesamiento del combustible gastado francés se eliminen en un depósito geológico, de conformidad con la legislación promulgada en 1991 que estableció un período de 15 años para realizar investigaciones sobre la gestión de desechos radiactivos. En virtud de esta legislación, el Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) investiga la partición y transmutación de elementos de larga duración, los procesos de inmovilización y acondicionamiento y el almacenamiento a largo plazo cerca de la superficie. La eliminación en formaciones geológicas profundas está siendo estudiada por la agencia francesa para la gestión de residuos radiactivos, L'Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs, en laboratorios de investigación subterráneos.

Se identificaron tres sitios para una posible disposición geológica profunda en arcilla cerca de la frontera de Meuse y Haute-Marne , cerca de Gard y en Vienne . En 1998, el gobierno aprobó el Laboratorio de Investigaciones Subterráneas de Meuse / Haute Marne , un sitio cerca de Meuse / Haute-Marne y dejó a los demás de un examen más detenido. En 2006 se propuso una legislación para otorgar licencias a un repositorio para 2020, y se espera que las operaciones se realicen en 2035.

Alemania

Protesta antinuclear cerca del centro de eliminación de desechos nucleares en Gorleben, en el norte de Alemania

La política de residuos nucleares en Alemania está cambiando. La planificación alemana para un repositorio geológico permanente comenzó en 1974, concentrándose en el domo de sal Gorleben , una mina de sal cerca de Gorleben a unos 100 kilómetros (62 millas) al noreste de Braunschweig. El sitio se anunció en 1977 con planes para una planta de reprocesamiento, gestión de combustible gastado e instalaciones de eliminación permanente en un solo sitio. Los planes para la planta de reprocesamiento se abandonaron en 1979. En 2000, el gobierno federal y los servicios públicos acordaron suspender las investigaciones subterráneas durante tres a diez años, y el gobierno se comprometió a poner fin a su uso de energía nuclear, cerrando un reactor en 2003.

A los pocos días del desastre nuclear de Fukushima Daiichi en marzo de 2011 , la canciller Angela Merkel "impuso una moratoria de tres meses sobre las extensiones anunciadas previamente para las plantas de energía nuclear existentes en Alemania, al tiempo que cerró siete de los 17 reactores que habían estado en funcionamiento desde 1981". Las protestas continuaron y, el 29 de mayo de 2011, el gobierno de Merkel anunció que cerraría todas sus plantas de energía nuclear para 2022.

Mientras tanto, las empresas eléctricas han estado transportando combustible gastado a las instalaciones de almacenamiento provisionales en Gorleben, Lubmin y Ahaus hasta que se puedan construir instalaciones de almacenamiento temporal cerca de los sitios de los reactores. Anteriormente, el combustible gastado se enviaba a Francia o al Reino Unido para su reprocesamiento, pero esta práctica terminó en julio de 2005.

Países Bajos

COVRA ( Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval ) es la empresa holandesa de procesamiento y almacenamiento de desechos nucleares provisional en Vlissingen , que almacena los desechos producidos en la única central nuclear que queda después de que Areva NC los reprocese en La Hague , Manche , Normandía , Francia . Hasta que el gobierno holandés decida qué hacer con los residuos, permanecerá en COVRA, que actualmente tiene una licencia para operar por cien años. A principios de 2017, no hay planes para una instalación de disposición permanente.

Rusia

En Rusia, el Ministerio de Energía Atómica ( Minatom ) es responsable de 31 reactores nucleares que generan alrededor del 16% de su electricidad. Minatom también es responsable del reprocesamiento y eliminación de desechos radiactivos, incluidas más de 25.000 toneladas (55 millones de libras) de combustible nuclear gastado en almacenamiento temporal en 2001.

Rusia tiene un largo historial de reprocesamiento de combustible gastado con fines militares, y previamente planeó reprocesar combustible gastado importado, posiblemente incluyendo algunas de las 33.000 toneladas (73 millones de libras) de combustible gastado acumuladas en sitios en otros países que recibieron combustible de los EE. UU. que originalmente Estados Unidos se comprometió a recuperar, como Brasil, República Checa, India, Japón, México, Eslovenia, Corea del Sur, Suiza, Taiwán y la Unión Europea.

Una Ley de Protección Ambiental de 1991 prohibió la importación de material radiactivo para almacenamiento o entierro a largo plazo en Rusia, pero el Parlamento ruso aprobó una legislación controvertida que permitía las importaciones para el almacenamiento permanente y la firmó el presidente Putin en 2001. A largo plazo, la Federación de El plan es para disposición geológica profunda. Se ha prestado mayor atención a los lugares donde los desechos se han acumulado en almacenamiento temporal en Mayak, cerca de Chelyabinsk en los Montes Urales, y en granito en Krasnoyarsk en Siberia.

España

España tiene cinco plantas nucleares activas con siete reactores que produjeron el 21% de la electricidad del país en 2013. Además, hay residuos de alto nivel heredados de otras dos plantas más antiguas y cerradas. Entre 2004 y 2011, una iniciativa bipartidista del Gobierno español promovió la construcción de una instalación de almacenamiento centralizado provisional (ATC, Almacén Temporal Centralizado ), similar al concepto holandés COVRA . A finales de 2011 y principios de 2012 se dio luz verde definitiva, se estaban completando los estudios preliminares y se adquirieron terrenos cerca de Villar de Cañas ( Cuenca ) tras un proceso de licitación competitivo. Inicialmente, la instalación tendría una licencia de 60 años.

Sin embargo, poco antes de que comenzara la palada inicial en 2015, el proyecto se detuvo debido a una combinación de problemas geológicos, técnicos, políticos y ecológicos. A finales de 2015, el Gobierno Regional lo consideró "obsoleto" y efectivamente "paralizado". A principios de 2017, el proyecto no se ha archivado, pero permanece congelado y no se esperan más acciones en el corto plazo. Mientras tanto, el combustible nuclear gastado y otros residuos de alto nivel se mantiene en las piscinas de las plantas, así como en el lugar de almacenamiento barrica seco ( Almacenes Temporales individualizados ) en Garoña y Trillo .

A principios de 2017, tampoco hay planes para una instalación de eliminación permanente de alto nivel. Los residuos de baja y media actividad se almacenan en la instalación de El Cabril ( Provincia de Córdoba ).

Suecia

En Suecia , en 2007 hay diez reactores nucleares en funcionamiento que producen alrededor del 45% de su electricidad. Otros dos reactores en Barsebäck se cerraron en 1999 y 2005. Cuando se construyeron estos reactores, se esperaba que su combustible nuclear fuera reprocesado en un país extranjero, y los desechos del reprocesamiento no serían devueltos a Suecia. Posteriormente, se contempló la construcción de una planta de reprocesamiento doméstico, pero no se ha construido.

La aprobación de la Ley de Estipulación de 1977 transfirió la responsabilidad del manejo de desechos nucleares del gobierno a la industria nuclear, requiriendo que los operadores de reactores presenten un plan aceptable para el manejo de desechos con "seguridad absoluta" para obtener una licencia de operación. A principios de 1980, después del colapso de Three Mile Island en Estados Unidos, se celebró un referéndum sobre el uso futuro de la energía nuclear en Suecia. A finales de 1980, después de que un referéndum de tres preguntas arrojara resultados mixtos, el Parlamento sueco decidió eliminar gradualmente los reactores existentes para 2010. El 5 de febrero de 2009, el Gobierno de Suecia anunció un acuerdo que permitía la sustitución de los reactores existentes, poniendo fin efectivamente a la fase. política de salida. En 2010, el gobierno sueco se abrió a la construcción de nuevos reactores nucleares. Las nuevas unidades solo se pueden construir en los sitios de energía nuclear existentes, Oskarshamn, Ringhals o Forsmark, y solo para reemplazar uno de los reactores existentes, que tendrá que cerrarse para que el nuevo pueda comenzar.

La Compañía Sueca de Gestión de Residuos y Combustibles Nucleares . (Svensk Kärnbränslehantering AB, conocido como SKB) fue creado en 1980 y es responsable de la disposición final de los desechos nucleares allí. Esto incluye la operación de una instalación de almacenamiento recuperable monitoreada, la Instalación de Almacenamiento Interino Central para Combustible Nuclear Gastado en Oskarshamn , a unos 240 kilómetros (150 millas) al sur de Estocolmo en la costa del Báltico; transporte de combustible gastado; y construcción de un repositorio permanente. Los servicios públicos suecos almacenan el combustible gastado en el sitio del reactor durante un año antes de transportarlo a las instalaciones de Oskarshamn, donde se almacenará en cavernas excavadas llenas de agua durante unos 30 años antes de trasladarlo a un depósito permanente.

El diseño conceptual de un depósito permanente se determinó en 1983, requiriendo la colocación de botes de hierro revestidos de cobre en un lecho de roca de granito a unos 500 metros (1,600 pies) bajo tierra, debajo del nivel freático en lo que se conoce como el método KBS-3 . El espacio alrededor de los botes se llenará con arcilla bentonita . Después de examinar seis posibles ubicaciones para un depósito permanente, se nominaron tres para una mayor investigación, en Osthammar , Oskarshamn y Tierp . El 3 de junio de 2009, Swedish Nuclear Fuel and Waste Co.eligió una ubicación para un sitio de desechos de nivel profundo en Östhammar, cerca de la planta de energía nuclear de Forsmark. La aplicación para construir el repositorio fue entregada por SKB 2011.

Suiza

Suiza tiene cinco reactores nucleares que proporcionan alrededor del 43% de su electricidad alrededor de 2007 (34% en 2015). Se ha enviado parte del combustible nuclear gastado suizo para su reprocesamiento en Francia y el Reino Unido; la mayor parte del combustible se almacena sin reprocesar. Una organización de propiedad industrial, ZWILAG, construyó y opera una instalación central de almacenamiento provisional para combustible nuclear gastado y desechos radiactivos de alta actividad, y para acondicionar desechos radiactivos de baja actividad y para incinerar desechos. Otras instalaciones de almacenamiento provisionales anteriores a ZWILAG continúan operando en Suiza.

El programa suizo está considerando opciones para la ubicación de un depósito profundo para la eliminación de desechos radiactivos de alta actividad y para desechos de actividad baja e intermedia. La construcción de un repositorio no está prevista hasta bien entrado este siglo. La investigación sobre rocas sedimentarias (especialmente arcilla Opalinus) se lleva a cabo en el laboratorio de rocas suizo de Mont Terri ; el sitio de prueba Grimsel, una instalación más antigua en roca cristalina, también está todavía activa.

Reino Unido

Gran Bretaña tiene 19 reactores en funcionamiento, que producen alrededor del 20% de su electricidad. Procesa gran parte de su combustible gastado en Sellafield en la costa noroeste frente a Irlanda, donde los desechos nucleares se vitrifican y sellan en botes de acero inoxidable para su almacenamiento en seco sobre el suelo durante al menos 50 años antes de una eventual eliminación geológica profunda. Sellafield tiene un historial de problemas ambientales y de seguridad, incluido un incendio en una planta nuclear en Windscale y un incidente significativo en 2005 en la planta principal de reprocesamiento (THORP).

En 1982 se estableció el Ejecutivo de Gestión de Residuos Radiactivos de la Industria Nuclear (NIREX) con la responsabilidad de eliminar los residuos nucleares de larga duración y en 2006 un Comité de Gestión de Residuos Radiactivos (CoRWM) del Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales recomendó la eliminación geológica 200 –1.000 metros (660–3.280 pies) bajo tierra. NIREX desarrolló un concepto de repositorio genérico basado en el modelo sueco, pero aún no ha seleccionado un sitio. Una Autoridad de Desmantelamiento Nuclear es responsable de los residuos de envases del reprocesamiento y eventualmente relevará a British Nuclear Fuels Ltd. de la responsabilidad de los reactores de potencia y la planta de reprocesamiento de Sellafield.

Norteamérica

Canadá

Las 18 centrales nucleares en funcionamiento del Canadá generaron alrededor del 16% de su electricidad en 2006. El Parlamento canadiense promulgó una Ley nacional de residuos de combustible nuclear en 2002, que obliga a las empresas de energía nuclear a crear una organización de gestión de residuos para proponer al Gobierno de Canadá enfoques para la gestión de desechos nucleares, e implementación de un enfoque posteriormente seleccionado por el gobierno. La Ley definió la gestión como "la gestión a largo plazo mediante el almacenamiento o la eliminación, incluido el manejo, el tratamiento, el acondicionamiento o el transporte con el propósito de almacenamiento o eliminación".

La Organización de Gestión de Residuos Nucleares (NWMO) resultante llevó a cabo un extenso estudio de tres años y una consulta con los canadienses. En 2005, recomendaron la gestión adaptativa por fases, un enfoque que enfatizaba los métodos técnicos y de gestión. El método técnico incluía el aislamiento y la contención centralizados del combustible nuclear gastado en un depósito geológico profundo en una formación rocosa adecuada, como el granito del Escudo Canadiense o las rocas sedimentarias del Ordovícico . También se recomendó un proceso de toma de decisiones por etapas respaldado por un programa de aprendizaje, investigación y desarrollo continuos.

En 2007, el gobierno canadiense aceptó esta recomendación y la NWMO recibió la tarea de implementar la recomendación. No se definió un plazo específico para el proceso. En 2009, la NWMO estaba diseñando el proceso de selección de sitios; Se esperaba que el emplazamiento tomara 10 años o más.

Estados Unidos

Las ubicaciones en los EE. UU. Donde se almacenan los desechos nucleares

La Ley de Política de Residuos Nucleares de 1982 estableció un cronograma y procedimiento para la construcción de un depósito subterráneo permanente de desechos radiactivos de alta actividad a mediados de la década de 1990, y dispuso cierto almacenamiento temporal de desechos, incluido el combustible gastado de 104 reactores nucleares civiles que producen alrededor del 19,4% de la electricidad allí. En abril de 2008, Estados Unidos tenía alrededor de 56.000 toneladas (120 millones de libras) de combustible gastado y 20.000 botes de desechos sólidos relacionados con la defensa, y se espera que aumente a 119.000 toneladas (260 millones de libras) para 2035. Estados Unidos optó por Yucca Depósito de residuos nucleares de montaña , un depósito final en Yucca Mountain en Nevada , pero este proyecto tuvo una gran oposición, y algunas de las principales preocupaciones fueron el transporte de residuos a larga distancia desde los Estados Unidos hasta este sitio, la posibilidad de accidentes y la incertidumbre. de éxito en el aislamiento perpetuo de los desechos nucleares del medio ambiente humano. Se esperaba que Yucca Mountain, con capacidad para 70,000 toneladas (150 millones de libras) de desechos radiactivos, abriera en 2017. Sin embargo, la administración Obama rechazó el uso del sitio en la propuesta de presupuesto federal de los Estados Unidos de 2009 , que eliminó todos los fondos excepto los necesarios. para responder consultas de la Comisión Reguladora Nuclear , "mientras que la Administración diseña una nueva estrategia para la eliminación de desechos nucleares". El 5 de marzo de 2009, el secretario de Energía, Steven Chu, dijo en una audiencia del Senado que "el sitio de Yucca Mountain ya no se veía como una opción para almacenar desechos de reactores". A partir de 1999, los desechos nucleares generados por el ejército están siendo sepultados en la Planta Piloto de Aislamiento de Desechos en Nuevo México.

Dado que la fracción de átomos de un radioisótopo que se desintegran por unidad de tiempo es inversamente proporcional a su vida media, la radiactividad relativa de una cantidad de desechos radiactivos humanos enterrados disminuiría con el tiempo en comparación con los radioisótopos naturales; como las cadenas de desintegración de 120 millones de megatoneladas (260 cuatrillones de libras) de torio y 40 millones de megatoneladas (88 cuatrillones de libras) de uranio que se encuentran en concentraciones relativamente pequeñas de partes por millón cada una sobre las 30.000 cuatrillones de toneladas (66.000.000 cuatrillones de libras) de masa de la corteza . Por ejemplo, en un período de tiempo de miles de años, después de que los radioisótopos de vida media corta más activos se descompusieran, el enterramiento de desechos nucleares de EE. UU. Aumentaría la radioactividad en los 610 metros (2000 pies) superiores de roca y suelo en los Estados Unidos (10 millones de kilómetros cuadrados, 3.9 millones de millas cuadradas) en 1 parte en 10 millones sobre la cantidad acumulada de radioisótopos naturales en tal volumen, aunque la vecindad del sitio tendría una concentración mucho más alta de radioisótopos artificiales bajo tierra que ese promedio.

En un memorando presidencial de fecha 29 de enero de 2010, el presidente Obama estableció la Comisión Cinta Azul sobre el Futuro Nuclear de Estados Unidos (la Comisión). La Comisión, compuesta por quince miembros, llevó a cabo un amplio estudio de dos años sobre la eliminación de desechos nucleares, lo que se conoce como la "parte final" del proceso de energía nuclear. La Comisión estableció tres subcomités: Tecnología del ciclo del combustible y reactores, Transporte y almacenamiento, y Eliminación. El 26 de enero de 2012, la Comisión presentó su informe final al Secretario de Energía, Steven Chu. En el informe final del Subcomité de Eliminación, la Comisión no emite recomendaciones para un sitio específico, sino que presenta una recomendación integral para las estrategias de eliminación. Durante su investigación, la Comisión visitó Finlandia, Francia, Japón, Rusia, Suecia y el Reino Unido. En su informe final, la Comisión presentó siete recomendaciones para desarrollar una estrategia integral a seguir:

Recomendación # 1
Estados Unidos debería emprender un programa integrado de gestión de desechos nucleares que conduzca al desarrollo oportuno de una o más instalaciones geológicas profundas permanentes para la eliminación segura del combustible gastado y desechos nucleares de alta actividad.
Recomendación n. ° 2
Se necesita una nueva organización de propósito único para desarrollar e implementar un programa integrado y enfocado para el transporte, almacenamiento y eliminación de desechos nucleares en los Estados Unidos.
Recomendación # 3
El acceso garantizado al saldo en el Fondo de Residuos Nucleares (NWF) y a los ingresos generados por los pagos anuales de tarifas de residuos nucleares de los contribuyentes de servicios públicos es absolutamente esencial y debe proporcionarse a la nueva organización de gestión de residuos nucleares.
Recomendación # 4
Se necesita un nuevo enfoque para ubicar y desarrollar instalaciones de desechos nucleares en los Estados Unidos en el futuro. Creemos que es más probable que estos procesos tengan éxito si son:
  • Adaptable, en el sentido de que el proceso en sí es flexible y produce decisiones que responden a nueva información y nuevos desarrollos técnicos, sociales o políticos.
  • Por etapas, en el sentido de que las decisiones clave se revisan y modifican según sea necesario a lo largo del camino, en lugar de estar predeterminadas de antemano.
  • Basado en el consentimiento, en el sentido de que las comunidades afectadas tienen la oportunidad de decidir si aceptan las decisiones de ubicación de las instalaciones y mantienen un control local significativo.
  • Transparente, en el sentido de que todas las partes interesadas tienen la oportunidad de comprender las decisiones clave y participar en el proceso de manera significativa.
  • Estándares y basados ​​en la ciencia, en el sentido de que el público puede tener la confianza de que todas las instalaciones cumplen con estándares rigurosos, objetivos y aplicados de manera consistente de seguridad y protección ambiental.
  • Se rige por acuerdos de asociación o acuerdos legalmente exigibles con los estados anfitriones, las tribus y las comunidades locales.
Recomendación # 5
La división actual de responsabilidades regulatorias para el desempeño del repositorio a largo plazo entre la NRC y la EPA es apropiada y debe continuar. Las dos agencias deben desarrollar nuevos estándares de seguridad independientes del sitio en un proceso conjunto coordinado formalmente que involucre activamente y solicite aportes de todos los grupos relevantes.
Recomendación # 6
Los roles, responsabilidades y autoridades de los gobiernos locales, estatales y tribales (con respecto a la ubicación de las instalaciones y otros aspectos de la eliminación de desechos nucleares) deben ser un elemento de la negociación entre el gobierno federal y las otras unidades de gobierno afectadas para establecer un instalación de eliminación. Además de los acuerdos legalmente vinculantes, como se analiza en la Recomendación n. ° 4, todos los niveles de gobierno afectados (local, estatal, tribal, etc.) deben tener, como mínimo, un papel consultivo significativo en todas las demás decisiones importantes. Además, los estados y tribus deben retener, o cuando sea apropiado, delegar, la autoridad directa sobre aspectos de regulación, permisos y operaciones donde la supervisión por debajo del nivel federal puede ejercerse de manera efectiva y de una manera que sea útil para proteger los intereses y obtener la ventaja. confianza de las comunidades y ciudadanos afectados.
Recomendación # 7
La Junta de Revisión Técnica de Residuos Nucleares (NWTRB) debe mantenerse como una fuente valiosa de revisión y asesoramiento técnico independiente.

Repositorio internacional

Aunque Australia no tiene reactores de energía nuclear, Pangea Resources consideró ubicar un depósito internacional en el interior de Australia del Sur o Australia Occidental en 1998, pero esto estimuló la oposición legislativa en ambos estados y en el Senado nacional australiano durante el año siguiente. A partir de entonces, Pangea dejó de operar en Australia, pero resurgió como Pangea International Association, y en 2002 se convirtió en la Association for Regional and International Underground Storage con el apoyo de Bélgica, Bulgaria, Hungría, Japón y Suiza. Uno de los directores de las tres empresas ha propuesto un concepto general para un repositorio internacional. Rusia ha expresado interés en servir como repositorio para otros países, pero no prevé el patrocinio o el control de un organismo internacional o grupo de otros países. Sudáfrica, Argentina y el oeste de China también se han mencionado como posibles ubicaciones.

En la UE, COVRA está negociando un sistema de eliminación de residuos a nivel europeo con sitios de eliminación únicos que pueden ser utilizados por varios países de la UE. Esta posibilidad de almacenamiento en toda la UE se está investigando en el marco del programa SAPIERR-2.

Ver también

Notas

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos