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Gestión de residuos radiactivos de alta actividad

Combustible nuclear gastado almacenado bajo el agua y sin sellar en el sitio de Hanford en Washington , EE. UU. La gestión de residuos radiactivos de alta actividad aborda el ma...

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

La gestión de residuos radiactivos de alta actividad aborda el manejo de materiales radiactivos de alta actividad generados por la producción de energía nuclear y la fabricación de armas nucleares . Los residuos radiactivos contienen radionúclidos de vida corta y larga , así como nucleidos no radiactivos . [ 1 ] En 2002, Estados Unidos almacenó aproximadamente 47 000 toneladas de residuos radiactivos de alta actividad.

Entre los componentes del combustible nuclear gastado , el neptunio-237 y el plutonio-239 son particularmente problemáticos debido a sus largas vidas medias de dos millones de años y 24 000 años, respectivamente. [ 2 ] El manejo de residuos radiactivos de alta actividad requiere procesos de tratamiento sofisticados y estrategias a largo plazo, como el almacenamiento permanente, la eliminación o la conversión en formas no tóxicas para aislarlo de la biosfera . [ 3 ] La desintegración radiactiva sigue la regla de la vida media , lo que significa que la intensidad de la radiación disminuye con el tiempo, ya que la tasa de desintegración es inversamente proporcional a la duración de la desintegración. En otras palabras, la radiación de un isótopo de larga vida como el yodo-129 será mucho menos intensa que la de un isótopo de corta vida como el yodo-131 . [ 4 ]

Los gobiernos de todo el mundo están explorando diversas estrategias de eliminación, generalmente centradas en un depósito geológico profundo , aunque el progreso en la implementación de estas soluciones a largo plazo ha sido lento. [ 5 ] Este desafío se ve exacerbado por los plazos necesarios para una desintegración segura, que van desde 10 000 hasta millones de años. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Así, el físico Hannes Alfvén identificó la necesidad de formaciones geológicas estables e instituciones humanas que puedan perdurar durante períodos prolongados, señalando la ausencia de cualquier civilización o formación geológica que haya demostrado ser estable durante tales duraciones. [ 9 ] Otros científicos cuestionan el requisito de instituciones humanas estables durante milenios, enfatizando que un depósito de residuos puede, en cambio, hacerse a prueba de fallos con respecto a la intrusión de agua subterránea y, por lo tanto, eliminar la necesidad de mantenimiento activo. [ 10 ] De hecho, la eliminación de la carga de gestión para las generaciones futuras, al tiempo que se garantiza en la medida de lo posible que no estén expuestas a un riesgo radiológico significativo, es un principio clave detrás de la equidad intergeneracional.

La gestión de residuos radiactivos no solo implica consideraciones técnicas y científicas, sino que también plantea importantes preocupaciones éticas con respecto a los impactos en las generaciones futuras. [ 11 ] El debate sobre las estrategias de gestión adecuadas incluye argumentos a favor y en contra de la dependencia de modelos de simulación geoquímica y barreras geológicas naturales para contener los radionúclidos después del cierre del depósito. [ 12 ]

A pesar de que algunos científicos defienden la viabilidad de ceder el control de los materiales radiactivos a los procesos geohidrológicos, persiste el escepticismo debido a la falta de validación empírica de estos modelos durante largos periodos de tiempo. [ 13 ] Otros insisten en la necesidad de depósitos geológicos profundos en formaciones estables. [ 14 ] [ 15 ] Las predicciones sobre los impactos en la salud de la eliminación a largo plazo de residuos radiactivos se evalúan críticamente, [ 16 ] y los estudios prácticos suelen considerar solo hasta 100 años para la planificación y la evaluación de costos. [ 17 ] [ 18 ] La investigación en curso continúa informando sobre el comportamiento a largo plazo de los residuos radiactivos, influyendo en las estrategias de gestión y las políticas nacionales a nivel mundial. [ 19 ]

Disposición geológica profunda

Esquema de un depósito geológico en construcción en el emplazamiento de la central nuclear de Olkiluoto , Finlandia.
Túnel de demostración en Olkiluoto

El proceso de selección de depósitos permanentes para residuos radiactivos de alta actividad y combustible nuclear gastado está en marcha en varios países. El único depósito geológico profundo construido específicamente para este fin que actualmente cuenta con licencia para la eliminación de material nuclear es la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos (WIPP) en los EE. UU., pero no tiene licencia para la eliminación de combustible gastado o residuos radiactivos de alta actividad. Los planes para la eliminación de combustible gastado están particularmente avanzados en Finlandia, así como en Suecia, Francia y los EE. UU., aunque en los EE. UU. ha habido retrasos políticos. En Canadá y el Reino Unido, se ha seleccionado el almacenamiento profundo y se han iniciado los procesos de selección del sitio. [ 20 ] El concepto básico consiste en identificar una formación geológica grande y estable y utilizar tecnología minera para excavar un túnel o pozo profundo con tuneladoras , entre 500 y 1000 metros (1600 y 3300 pies) bajo la superficie, donde se pueden crear salas o bóvedas para la eliminación de residuos radiactivos. El objetivo es aislar los residuos de forma permanente del entorno humano. Se han planteado inquietudes sobre la interrupción inmediata de la gestión de dichos métodos de eliminación, sugiriendo que sería preferible una gestión y un seguimiento continuos. 

Dado que ciertos isótopos radiactivos tienen vidas medias que superan el millón de años, deben tenerse en cuenta incluso las tasas mínimas de fugas de contenedores y migración de radionúclidos. [ 21 ] Se estima que pueden transcurrir varias vidas medias antes de que la radiactividad de algunos materiales nucleares disminuya a niveles que no sean perjudiciales para los organismos vivos. Una revisión de 1983 de la Academia Nacional de Ciencias respaldó la estimación del programa sueco de residuos nucleares de que el aislamiento de los residuos podría ser necesario durante un máximo de un millón de años. [ 22 ]

El método de eliminación de residuos nucleares mediante subducción terrestre propone depositar los residuos nucleares en una zona de subducción accesible desde tierra. Este método no está restringido por tratados internacionales y se reconoce como una tecnología viable y avanzada para la eliminación de residuos nucleares. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

En el sitio natural de fisión nuclear descubierto en la mina Oklo en Gabón , donde ocurrieron reacciones de fisión nuclear hace 1700 millones de años, los productos de fisión se han desplazado menos de tres metros. [ 26 ] Este mínimo desplazamiento se atribuye posiblemente más a la retención dentro de la estructura cristalina de la uraninita que a una insolubilidad real o a la sorción por el agua subterránea en movimiento. Los cristales de uraninita en Oklo se conservan mejor que los de las barras de combustible gastado , probablemente debido a las reacciones nucleares incompletas que hacen que los productos de reacción sean menos vulnerables al agua subterránea. [ 27 ]

El método de eliminación mediante perforación horizontal consiste en perforar más de un kilómetro verticalmente y dos kilómetros horizontalmente en la corteza terrestre para eliminar residuos de alta actividad, como combustible nuclear gastado e isótopos específicos como el cesio-137 o el estroncio-90 . Tras su colocación y un período de recuperación, las perforaciones se sellarían. En 2018 y nuevamente en 2019, una empresa privada con sede en EE. UU. realizó pruebas que demostraron la colocación y recuperación de un contenedor de prueba en una perforación horizontal, aunque no se utilizaron residuos de alta actividad reales en estas pruebas. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

Materiales para disposición geológica

Para almacenar los residuos radiactivos de alta actividad en depósitos geológicos a largo plazo, es necesario utilizar formas específicas de residuos que permitan la desintegración de la radiactividad mientras los materiales conservan su integridad durante miles de años. [ 31 ] Los materiales utilizados se pueden clasificar en varias categorías: residuos de vidrio, residuos cerámicos y materiales nanoestructurados.

Las formas de vidrio incluyen vidrios de borosilicato y vidrios de fosfato. [ 32 ] Los vidrios de borosilicato para residuos nucleares se utilizan a escala industrial para inmovilizar residuos radiactivos de alto nivel en muchos países productores de energía nuclear o que poseen armamento nuclear. Las formas de vidrio para residuos tienen la ventaja de poder acomodar una amplia variedad de composiciones de flujos de residuos, son fáciles de escalar al procesamiento industrial y son estables frente a perturbaciones térmicas, radiactivas y químicas. Estos vidrios funcionan uniendo elementos radiactivos a elementos formadores de vidrio no radiactivos. [ 33 ] 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 por sí solo tiene la capacidad de acomodar todos los productos radiactivos, por lo que el almacenamiento de fosfato requiere más reprocesamiento para separar los residuos en fracciones distintas. [ 34 ] Ambos vidrios deben procesarse a temperaturas elevadas, lo que los hace inutilizables para algunos de los elementos radiotóxicos más volátiles. Comprender las tasas de corrosión de los vidrios nucleares es de gran importancia durante la planificación de un repositorio geológico profundo.

Las formas de residuos cerámicos ofrecen mayores cargas de residuos que las opciones de vidrio porque la cerámica tiene estructuras cristalinas que pueden incorporar grandes cantidades de radionúclidos específicos en sitios reticulares específicos. Además, los análogos minerales de las formas de residuos cerámicos proporcionan evidencia de durabilidad a largo plazo. [ 35 ] Debido a este hecho y a que pueden procesarse a temperaturas más bajas, la cerámica se considera a menudo la próxima generación en formas de residuos radiactivos de alto nivel. [ 36 ] La alta carga de residuos de las formas de residuos cerámicos conlleva una menor flexibilidad. A menudo, las formas de residuos cerámicos específicas deben diseñarse para la inmovilización de radionúclidos específicos, debido a que el nucleido residual ocupa un sitio específico en la red cristalina en el que otros radionúclidos pueden no incorporarse fácilmente. [ 10 ]

Planes de gestión nacionales

Finlandia, Estados Unidos y Suecia son los países más avanzados en el desarrollo de un depósito subterráneo para la eliminación de residuos radiactivos de alta actividad. Los planes de los países para la eliminación del combustible gastado, ya sea directamente o tras su reprocesamiento, varían, y Francia y Japón cuentan con un amplio compromiso con este último. A continuación se describe el estado de los planes de gestión de residuos de alta actividad en cada país.

En muchos países europeos (por ejemplo, Gran Bretaña, Finlandia, los Países Bajos, Suecia y Suiza), el límite de riesgo o dosis para un miembro del público expuesto a la radiación de una futura instalación de residuos nucleares de alta actividad es considerablemente más estricto que el sugerido por la Comisión Internacional de Protección Radiológica o el propuesto en Estados Unidos. Los límites europeos suelen ser 20 veces más estrictos que la norma sugerida en 1990 por la Comisión Internacional de Protección Radiológica, y diez veces más estrictos que la norma propuesta por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) para el depósito de residuos nucleares de Yucca Mountain durante los primeros 10 000 años posteriores a su cierre. Además, la norma propuesta por la EPA de Estados Unidos para periodos superiores a 10 000 años es 250 veces más permisiva que el límite europeo. [ 37 ]

Los países que más han avanzado hacia la creación de un depósito para residuos radiactivos de alta actividad generalmente han comenzado con consultas públicas y han hecho de la elección voluntaria del emplazamiento una condición necesaria. Se cree que este enfoque de búsqueda de consenso tiene mayores probabilidades de éxito que los métodos de toma de decisiones jerárquicos, pero el proceso es necesariamente lento y existe una experiencia insuficiente a nivel mundial para saber si tendrá éxito en todas las naciones nucleares, tanto las existentes como las que aspiran a tenerlas. [ 38 ]

Además, la mayoría de las comunidades no desean albergar un depósito de residuos nucleares, ya que les preocupa que su comunidad se convierta de facto en un sitio de desechos durante miles de años, las consecuencias para la salud y el medio ambiente de un accidente, y la disminución del valor de las propiedades. [ 39 ]

Asia

Porcelana

En China ( República Popular China ), diez reactores proporcionan aproximadamente el 2% de la electricidad y otros cinco están en construcción. [ 40 ] China se comprometió con el reprocesamiento en la década de 1980; una planta piloto está en construcción en Lanzhou , donde se ha construido una instalación temporal de almacenamiento de combustible gastado. El almacenamiento geológico se ha estudiado desde 1985, y en 2003 se exigió por ley un depósito geológico profundo permanente. Se están investigando sitios en la provincia de Gansu, cerca del desierto de Gobi, en el noroeste de China, y se espera que se seleccione un sitio final para 2020 y que el almacenamiento efectivo se realice alrededor de 2050. [ 41 ] [ 42 ]

Taiwán

En Taiwán ( República de China ), se construyó una instalación de almacenamiento de residuos 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 se construyó en 1982 y es propiedad de Taipower , que también la opera . La instalación recibe residuos nucleares de las tres centrales nucleares que Taipower opera actualmente . Sin embargo, debido a la fuerte resistencia de la comunidad local de la isla, los residuos nucleares deben almacenarse en las propias instalaciones de las centrales. [ 43 ] [ 44 ]

India

India adoptó un ciclo cerrado de combustible, que implica el reprocesamiento y reciclaje del combustible gastado. El reprocesamiento genera entre un 2 % y un 3 % de los residuos de combustible gastado, mientras que el resto se recicla. Estos residuos, denominados residuos líquidos de alta actividad, se convierten en vidrio mediante vitrificación. Los residuos vitrificados se almacenan durante un período de 30 a 40 años para su refrigeración. [ 45 ]

Dieciséis reactores nucleares producen alrededor del 3% de la electricidad de la India, y siete más están en construcción. [ 40 ] El combustible gastado se procesa en instalaciones en 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 residuos se vitrificarán en Tarapur y Trombay. [ 46 ] [ 47 ] Se espera un almacenamiento provisional durante 30 años, con su eventual disposición final en un depósito geológico profundo en roca cristalina cerca de Kalpakkam. [ 48 ]

Japón

En 2000, una Ley de Disposición Final de Residuos Radiactivos Específicos exigió la creación de una nueva organización para gestionar los residuos radiactivos de alta actividad, y más tarde 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 permanente para el depósito geológico profundo , la construcción, operación y cierre de la instalación para el almacenamiento de residuos para 2040. [ 49 ] [ 50 ] La selección del sitio comenzó en 2002 y se envió información de solicitud a 3239 municipios, pero para 2006, ningún gobierno local se había ofrecido voluntario para albergar la instalación. [ 51 ] La prefectura de Kōchi mostró interés en 2007, pero su alcalde renunció debido a la oposición local. En diciembre de 2013, el gobierno decidió identificar áreas candidatas adecuadas antes de contactar a los municipios. [ 52 ]

El jefe del panel de expertos del Consejo Científico de Japón ha dicho que las condiciones sísmicas de Japón dificultan la predicción de las condiciones del terreno durante los 100.000 años necesarios, por lo que será imposible convencer al público de la seguridad del almacenamiento geológico profundo. [ 52 ]

Europa

Bélgica

Bélgica tiene siete reactores nucleares que proporcionan aproximadamente el 52% de su electricidad. [ 40 ] 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; [ 53 ] desde entonces el combustible gastado se almacena en los emplazamientos de las centrales nucleares. El almacenamiento profundo de residuos radiactivos de alta actividad (HLW) se ha estudiado en Bélgica durante más de 30 años. La arcilla de Boom se estudia como formación de referencia para el almacenamiento de HLW. El laboratorio subterráneo de investigación Hades (URL) está situado a −223 m (−732 pies) en la Formación Boom en el emplazamiento de Mol . El URL belga está gestionado por el Grupo de Interés Económico Euridice , una organización conjunta entre SCK•CEN , el Centro Belga de Investigación Nuclear que inició la investigación sobre el almacenamiento de residuos en Bélgica en las décadas de 1970 y 1980 y ONDRAF/NIRAS , la agencia belga para la gestión de residuos radiactivos. En Bélgica, el organismo regulador encargado de la orientación y la aprobación de licencias es la Agencia Federal de Control Nuclear, creada en 2001. [ 54 ]  

Finlandia

En 1983, el gobierno decidió seleccionar un sitio para un depósito permanente para 2010. Con cuatro reactores nucleares que proporcionaban el 29% de su electricidad, [ 40 ] Finlandia promulgó en 1987 una Ley de Energía Nuclear que hacía a los productores de residuos radiactivos responsables de su eliminación, sujeto a los requisitos de su Autoridad de Radiación y Seguridad Nuclear y un veto absoluto otorgado a los gobiernos locales en los que se ubicaría un depósito propuesto. Los productores de residuos nucleares organizaron la empresa Posiva , con la responsabilidad de la selección del sitio, la construcción y la operación de un depósito permanente. Una enmienda de 1994 a la Ley exigió la eliminación final del combustible gastado en Finlandia, prohibiendo la importación o exportación de residuos radiactivos.

La evaluación ambiental de cuatro sitios se llevó a cabo en 1997-98, 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 roca ígnea a una profundidad de aproximadamente 500 metros (1600 pies) en 2001. El concepto del depósito es similar al modelo sueco, con contenedores que se revestirán de cobre y se enterrarán por debajo del nivel freático a partir de 2020. [ 55 ] Una instalación de caracterización subterránea, el depósito de combustible nuclear gastado de Onkalo , se construyó en el sitio desde 2004 [ 56 ] hasta 2017. 

Francia

Con 58 reactores nucleares que contribuyen con aproximadamente el 75% de su electricidad , [ 40 ] el porcentaje más alto de cualquier país, Francia ha estado reprocesando su combustible nuclear gastado desde la introducción de la energía nuclear en el país. Parte del plutonio reprocesado se utiliza para fabricar combustible, pero se produce más del que se recicla como combustible para reactores. [ 57 ] Francia también reprocesa combustible gastado para otros países, pero los residuos nucleares se devuelven al país de origen. Se espera que los residuos radiactivos del reprocesamiento del combustible gastado francés se depositen en un repositorio geológico, de conformidad con la legislación promulgada en 1991 que estableció un período de 15 años para realizar investigaciones sobre la gestión de residuos radiactivos. Bajo esta legislación, el Comisariado de Energía Atómica (CEA) está investigando la partición y transmutación de elementos de larga vida, los procesos de inmovilización y acondicionamiento, y el almacenamiento a largo plazo cerca de la superficie. La agencia francesa para la gestión de residuos radiactivos (Agence nationale pour la Gestion des Déchets radioactifs) está estudiando la disposición final en formaciones geológicas profundas, en laboratorios de investigación subterráneos. [ 58 ]

Se identificaron tres emplazamientos para un posible almacenamiento geológico profundo en arcilla cerca de la frontera entre Meuse y Haute-Marne , cerca de Gard y en Vienne . En 1998, el gobierno aprobó el Laboratorio Subterráneo de Investigación Meuse/Haute-Marne , un emplazamiento cerca de Meuse/Haute-Marne, y descartó los demás. [ 59 ] En 2006 se propuso legislación para autorizar un depósito para 2020, con la previsión de que comenzara a operar en 2035. [ 60 ]

Alemania

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

La política de residuos nucleares en Alemania está en constante cambio. La planificación alemana para un depósito geológico permanente comenzó en 1974, centrándose en el domo salino de Gorleben , una mina de sal cerca de Gorleben, a unos 100 kilómetros (62 millas) al noreste de Braunschweig. El emplazamiento se anunció en 1977 con planes para una planta de reprocesamiento, gestión del combustible gastado e instalaciones de disposición final en un mismo lugar. Los planes para la planta de reprocesamiento se abandonaron en 1979. En 2000, el gobierno federal y las empresas de servicios públicos acordaron suspender las investigaciones subterráneas durante un período de tres a diez años, y el gobierno se comprometió a poner fin al uso de la energía nuclear, cerrando un reactor en 2003. [ 61 ] 

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 prórrogas previamente anunciadas para las centrales nucleares alemanas existentes, al tiempo que clausuró 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 centrales nucleares para 2022. [ 62 ] [ 63 ]

Mientras tanto, las compañías eléctricas han estado transportando el combustible gastado a instalaciones de almacenamiento provisional en Gorleben, Lubmin y Ahaus hasta que se puedan construir instalaciones de almacenamiento temporales cerca de los emplazamientos de los reactores. Anteriormente, el combustible gastado se enviaba a Francia o al Reino Unido para su reprocesamiento, pero esta práctica se interrumpió en julio de 2005. [ 64 ]

Países Bajos

COVRA ( Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval ) es la empresa holandesa provisional de procesamiento y almacenamiento de residuos nucleares en Vlissingen , [ 65 ] que almacena los residuos producidos en su única central nuclear restante después de que Areva NC los reprocese [ 66 ] en La Hague , Manche , Normandía , Francia . Hasta que el gobierno holandés decida qué hacer con los residuos, estos permanecerán en COVRA, que actualmente tiene una licencia para operar durante cien años. A principios de 2017, no había planes para una instalación de almacenamiento permanente.

Rusia

En Rusia, el Ministerio de Energía Atómica ( Minatom ) es responsable de 31 reactores nucleares que generan alrededor del 16% de su electricidad. [ 40 ] Minatom también es responsable del reprocesamiento y la 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 una larga historia de reprocesamiento de combustible gastado con fines militares, y anteriormente planeó reprocesar combustible gastado importado, posiblemente incluyendo parte de las 33.000 toneladas (73 millones de libras) de combustible gastado acumuladas en instalaciones de otros países que recibieron combustible de EE. UU., que EE. UU. se comprometió originalmente a recuperar, como Brasil, la República Checa, India, Japón, México, Eslovenia, Corea del Sur, Suiza, Taiwán y la Unión Europea. [ 67 ] [ 68 ] 

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 almacenamiento permanente, la cual fue firmada por el presidente Putin en 2001. [ 67 ] A largo plazo, el plan ruso es el almacenamiento geológico profundo. [ 69 ] La mayor atención se ha centrado en los lugares donde se han acumulado residuos en almacenamiento temporal en Mayak, cerca de Cheliábinsk en los montes Urales, y en granito en Krasnoyarsk en Siberia.

España

España cuenta con cinco centrales nucleares activas con siete reactores que produjeron el 21% de la electricidad del país en 2013. Además, existen residuos de alta actividad procedentes de otras dos centrales más antiguas y clausuradas. Entre 2004 y 2011, una iniciativa bipartidista del Gobierno español impulsó la construcción de un depósito centralizado provisional (ATC, Almacén Temporal Centralizado ), similar al concepto COVRA neerlandés . A finales de 2011 y principios de 2012 se dio la aprobación definitiva, se completaron los estudios preliminares y se adquirió un terreno cerca de Villar de Cañas ( Cuenca ) tras un proceso de licitación competitivo. La instalación contaría inicialmente con una licencia de 60 años.

Sin embargo, poco antes de que comenzaran las obras 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, en la práctica, paralizado . A principios de 2017, el proyecto no se había archivado, pero seguía congelado y no se esperaban nuevas acciones a corto plazo. Mientras tanto, el combustible nuclear gastado y otros residuos de alta actividad se almacenan en las piscinas de las plantas, así como en almacenes temporales individualizados en Garoña y Trillo .

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

Suecia

En Suecia , a partir de 2007, hay diez reactores nucleares en funcionamiento que producen alrededor del 45% de su electricidad. [ 40 ] Otros dos reactores en Barsebäck fueron clausurados en 1999 y 2005. [ 70 ] Cuando se construyeron estos reactores, se esperaba que su combustible nuclear fuera reprocesado en un país extranjero y que los residuos del reprocesamiento no fueran devueltos a Suecia. [ 71 ] Posteriormente, se contempló la construcción de una planta de reprocesamiento nacional, pero no se ha construido.

La aprobación de la Ley de Estipulación de 1977 transfirió la responsabilidad de la gestión de residuos nucleares del gobierno a la industria nuclear, exigiendo a los operadores de reactores que presentaran un plan aceptable para la gestión de residuos con "seguridad absoluta" para obtener una licencia de operación. [ 72 ] [ 73 ] A principios de 1980, después del accidente 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. [ 74 ] El 5 de febrero de 2009, el Gobierno de Suecia anunció un acuerdo que permitía el reemplazo de los reactores existentes, poniendo fin de hecho a la política de eliminación gradual. En 2010, el gobierno sueco abrió la construcción de nuevos reactores nucleares. Las nuevas unidades solo se pueden construir en las centrales nucleares existentes de Oskarshamn, Ringhals o Forsmark, y únicamente para sustituir uno de los reactores existentes, que tendrá que cerrarse para que el nuevo pueda entrar en funcionamiento.

La Compañía Sueca de Gestión de Residuos y Combustible Nuclear (Svensk Kärnbränslehantering AB, conocida como SKB) se creó en 1980 y es responsable de la disposición final de los residuos nucleares en ese lugar. Esto incluye la operación de una instalación de almacenamiento recuperable monitoreada, la Instalación Central de Almacenamiento Provisional para Combustible Nuclear Gastado en Oskarshamn , a unos 240 kilómetros (150 millas) al sur de Estocolmo en la costa del Báltico; el transporte del combustible gastado; y la construcción de un depósito permanente. [ 75 ] Las empresas de servicios públicos suecas almacenan el combustible gastado en el sitio del reactor durante un año antes de transportarlo a la instalación en Oskarshamn, donde se almacenará en cavernas excavadas llenas de agua durante aproximadamente 30 años antes de ser trasladado a un depósito permanente. 

El diseño conceptual de un depósito permanente se determinó en 1983, requiriendo la colocación de contenedores de hierro revestidos de cobre en roca granítica a unos 500 metros (1600 pies) bajo tierra, por debajo del nivel freático en lo que se conoce como el método KBS-3 . El espacio alrededor de los contenedores se rellenará con arcilla bentonita . [ 75 ] Después de examinar seis posibles ubicaciones para un depósito permanente, se nominaron tres para una investigación más profunda: Osthammar , Oskarshamn y Tierp . El 3 de junio de 2009, Swedish Nuclear Fuel and Waste Co. eligió una ubicación para un sitio de residuos de nivel profundo en Östhammar, cerca de la central nuclear de Forsmark. La solicitud para construir el depósito fue presentada por SKB 2011, y fue aprobado por el Gobierno sueco el 27 de enero de 2022. [ 76 ]

Suiza

Suiza cuenta con cinco reactores nucleares que suministraban aproximadamente el 43 % de su electricidad en torno a 2007 (34 % en 2015). [ 40 ] Parte del combustible nuclear gastado suizo se ha enviado para su reprocesamiento a Francia y el Reino Unido; la mayor parte del combustible se almacena sin reprocesamiento. Una organización propiedad de la industria, ZWILAG, construyó y opera una instalación central de almacenamiento provisional para combustible nuclear gastado y residuos radiactivos de alta actividad, así como para el acondicionamiento de residuos radiactivos de baja actividad y la incineración de residuos. Otras instalaciones de almacenamiento provisional anteriores a ZWILAG siguen operando en Suiza.

El programa suizo está considerando opciones para la ubicación de un depósito profundo para la eliminación de residuos radiactivos de alta actividad, así como para residuos de baja y media actividad. No se prevé la construcción de un depósito hasta bien entrado este siglo. La investigación sobre rocas sedimentarias (especialmente arcilla de Opalinus) se lleva a cabo en el laboratorio de rocas suizo de Mont Terri ; el sitio de pruebas de Grimsel, una instalación más antigua en roca cristalina, también sigue activo. [ 77 ]

Reino Unido

En 2007, el Reino Unido contaba con 19 reactores en funcionamiento, que producían aproximadamente el 20% de su electricidad. [ 40 ] Procesaba gran parte de su combustible gastado en Sellafield , en la costa noroeste frente a Irlanda, donde los residuos nucleares se vitrificaban y sellaban en contenedores de acero inoxidable para su almacenamiento en seco sobre el suelo durante al menos 50 años antes de su eventual disposición geológica profunda. Sellafield tiene un historial de problemas ambientales y de seguridad, incluyendo un incendio en una planta nuclear en Windscale y un incidente significativo en 2005 en la planta principal de reprocesamiento (THORP). [ 78 ]

En 1982 se creó el Ejecutivo de Gestión de Residuos Radiactivos de la Industria Nuclear (NIREX), responsable de la eliminación de residuos nucleares de larga vida [ 79 ] , y en 2006 un Comité de Gestión de Residuos Radiactivos (CoRWM) del Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales recomendó el almacenamiento geológico a 200-1000 metros (660-3280 pies) bajo tierra. [ 80 ] NIREX desarrolló un concepto de repositorio genérico basado en el modelo sueco [ 81 ] , pero aún no ha seleccionado un emplazamiento. Una Autoridad de Desmantelamiento Nuclear es responsable del embalaje de los residuos del reprocesamiento y, finalmente, eximirá a British Nuclear Fuels Ltd. de la responsabilidad de los reactores de potencia y la planta de reprocesamiento de Sellafield. [ 82 ] 

América del norte

Canadá

Las 18 centrales nucleares operativas en Canadá generaron aproximadamente el 16 % de su electricidad en 2006. [ 83 ] En 2002, el Parlamento canadiense promulgó una Ley nacional sobre residuos de combustible nuclear que obligaba 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 los residuos nucleares, y la implementación de un enfoque posteriormente seleccionado por el gobierno. La Ley definía la gestión como «la gestión a largo plazo mediante almacenamiento o eliminación, incluyendo la manipulación, el tratamiento, el acondicionamiento o el transporte con el fin de almacenar o eliminar». [ 84 ]

La Organización de Gestión de Residuos Nucleares (NWMO) resultante llevó a cabo un extenso estudio de tres años y consultas con los canadienses. En 2005, recomendaron la Gestión Adaptativa por Fases, un enfoque que hacía hincapié tanto en los métodos técnicos como en los 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 . [ 85 ] También se recomendó un proceso de toma de decisiones por fases, respaldado por un programa de aprendizaje continuo, investigación y desarrollo.

En 2007, el gobierno canadiense aceptó esta recomendación y se encargó a la NWMO su implementación. No se definió un plazo específico para el proceso. En 2009, la NWMO estaba diseñando el proceso de selección del sitio; se esperaba que la selección tomara 10 años o más. [ 86 ] Se espera que la selección del sitio entre las dos comunidades anfitrionas potenciales (Ingace, Ontario / South Bruce, Ontario) esté completa para el otoño de 2024. [ 87 ]

Estados Unidos

Los lugares de Estados Unidos donde se almacenan los residuos nucleares

La Ley de Política de Residuos Nucleares de 1982 estableció un calendario y un procedimiento para la construcción de un depósito subterráneo permanente para residuos radiactivos de alta actividad para mediados de la década de 1990, y previó el almacenamiento temporal de algunos residuos, incluido el combustible gastado de 104 reactores nucleares civiles que producen alrededor del 19,4% de la electricidad de la zona. [ 40 ] En abril de 2008, Estados Unidos tenía alrededor de 56 000 toneladas (120 millones de libras) de combustible gastado y 20 000 contenedores de desechos sólidos relacionados con la defensa, y se espera que esta cantidad aumente a 119 000 toneladas (260 millones de libras) para 2035. [ 88 ] Estados Unidos optó por el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain , un depósito final en Yucca Mountain en Nevada , pero este proyecto fue ampliamente rechazado, siendo algunas de las principales preocupaciones el transporte a larga distancia de desechos desde todo Estados Unidos hasta este sitio, la posibilidad de accidentes y la incertidumbre del 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 residuos 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 a las consultas de la Comisión Reguladora Nuclear , "mientras la Administración diseña una nueva estrategia para la eliminación de residuos nucleares". [ 89 ] 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 consideraba una opción para almacenar residuos de reactores". [ 88 ] [ 90 ] A partir de 1999, los residuos nucleares generados militarmente se están enterrando en la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos en Nuevo México.   

Dado que la fracción de átomos de un radioisótopo que se desintegra 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 megatones (260 billones de libras) de torio y 40 millones de megatones (88 billones de libras) de uranio, que se encuentran en concentraciones relativamente trazas de partes por millón cada una sobre la masa de 30.000 billones de toneladas (66.000.000 de billones de libras) de la corteza terrestre . [ 91 ] [ 92 ] [ 93 ] Por ejemplo, en un lapso de miles de años, después de que los radioisótopos de vida media corta más activos se desintegraran, enterrar los desechos nucleares de EE. UU. aumentaría la radiactividad en los primeros 610 metros (2000 pies) 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 dicho volumen, aunque la proximidad del sitio tendría una concentración mucho mayor de radioisótopos artificiales bajo tierra que ese promedio. [ 94 ]         

En un Memorando Presidencial fechado el 29 de enero de 2010, el Presidente Obama estableció la Comisión de la Cinta Azul sobre el Futuro Nuclear de Estados Unidos (la comisión). [ 95 ] La comisión, compuesta por quince miembros, llevó a cabo un extenso estudio de dos años sobre la eliminación de desechos nucleares, lo que se conoce como la "etapa final" del proceso de energía nuclear. [ 95 ] La comisión estableció tres subcomités: Tecnología del Reactor y del Ciclo del Combustible, Transporte y Almacenamiento, y Eliminación. [ 95 ] El 26 de enero de 2012, la Comisión presentó su informe final al Secretario de Energía Steven Chu. [ 96 ] En el informe final del Subcomité de Eliminación, la Comisión no emite recomendaciones para un sitio específico, sino que presenta una recomendación integral para estrategias de eliminación. Durante su investigación, la Comisión visitó Finlandia, Francia, Japón, Rusia, Suecia y el Reino Unido. [ 97 ] En su informe final, la Comisión presentó siete recomendaciones para desarrollar una estrategia integral a seguir. [ 97 ] La administración Biden recomendó la categorización de los residuos por nivel de radiactividad en lugar de por la fuente de los residuos, lo que permitió nuevos planes de gestión. [ 98 ]

Repositorio internacional

Aunque Australia no posee reactores nucleares, Pangea Resources consideró ubicar un depósito internacional en el interior de Australia Meridional o Australia Occidental en 1998, pero esto generó oposición legislativa en ambos estados y en el Senado nacional australiano durante el año siguiente. [ 99 ] Posteriormente, Pangea cesó sus operaciones en Australia, pero resurgió como Pangea International Association, y en 2002 evolucionó a la Association for Regional and International Underground Storage con el apoyo de Bélgica, Bulgaria, Hungría, Japón y Suiza. [ 100 ] Uno de los principales participantes en los tres proyectos ha propuesto un concepto general para un depósito internacional. [ 101 ] Rusia ha expresado interés en servir como depósito para otros países, pero no contempla el patrocinio ni el control por parte de un organismo internacional o un grupo de otros países. Sudáfrica, Argentina y el oeste de China también se han mencionado como posibles ubicaciones. [ 59 ] [ 102 ]

En la UE, COVRA está negociando un sistema europeo de gestión de residuos con vertederos únicos que puedan ser utilizados por varios países de la UE. Esta posibilidad de almacenamiento a escala europea se está investigando en el marco del programa SAPIERR-2. [ 103 ]

Véase también

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Referencias

  • Vandenbosch, Robert; Vandenbosch, Susanne E. (2007). "Estancamiento de los residuos nucleares" . Salt Lake City: Prensa de la Universidad de Utah. ISBN 978-0-87480-903-9.
  • Compañía de Eliminación de Riesgos Biológicos de Carolina del Sur

Lecturas adicionales

  • Donald, IW, Inmovilización de residuos en soportes de vidrio y cerámica: Residuos radiactivos, tóxicos y peligrosos , Wiley, 2010. ISBN 978-1-4443-1937-8
  • Ialenti, Vincent. "Aclarando el tiempo profundo: una revisión del proyecto de depósito de residuos nucleares de alto nivel de Estados Unidos en Yucca Mountain" (PDF) . Estudios de Ciencia y Tecnología . 27 (2). Archivado del original (PDF) el 27 de noviembre de 2015. Recuperado el 18 de octubre de 2015 .
  • Shrader-Frechette, Kristin S. Análisis de riesgos y método científico: Problemas metodológicos y éticos en la evaluación de riesgos sociales . Dordrecht: D. Reidel, 1985. ISBN 90-277-1836-9
  • Organismo Internacional de Energía Atómica – Directorio en Internet de Recursos Nucleares (enlaces)
  • Comisión Reguladora Nuclear – Residuos Radiactivos (documentos)
  • Soluciones para Residuos Radiactivos (revista)
  • "Residuos radiactivos (documentos y enlaces)" . UNEP Earthwatch . Archivado del original el 23 de diciembre de 2008. Consultado el 26 de diciembre de 2008 .
  • Asociación Nuclear Mundial – Radiactivo