Residuos de alta actividad

Los residuos de alta actividad ( RAA ) son un tipo de residuo nuclear generado por la irradiación de combustible nuclear en un reactor. La irradiación provoca la acumulación de productos de fisión y elementos transuránicos (generados por captura de neutrones) en el combustible. Los productos de fisión suelen tener una vida media mucho más corta que el uranio, lo que significa que el combustible irradiado es más radiactivo y, por lo tanto, más caliente que el combustible nuevo; los residuos de alta actividad tienen una producción de calor superior a 2  kW/m³ ^. Al mismo tiempo, el material fisionable (generalmente uranio-235 ) se consume, de modo que el combustible ya no puede mantener el funcionamiento del reactor y debe reciclarse o eliminarse como residuo. ^{[ 1 ]}

Los residuos de alta actividad incluyen el combustible nuclear gastado, así como los subproductos del reprocesamiento nuclear , que generan refinados líquidos y otros flujos de residuos. Los residuos líquidos no son aptos para su eliminación, por lo que se vitrifican para convertirlos en una forma sólida, de vidrio, que sí es apta para su eliminación. ^{[ 1 ]}

Los residuos líquidos de alta actividad suelen almacenarse temporalmente en tanques subterráneos a la espera de su vitrificación. La mayor parte de los residuos de alta actividad generados por el Proyecto Manhattan y los programas de armamento de la Guerra Fría se encuentran en esta forma, ya que la financiación para su posterior procesamiento no solía formar parte de los programas de armamento originales. Tanto el combustible nuclear gastado como los residuos vitrificados se consideran ^{[ 1 ]} formas adecuadas para su disposición final a largo plazo, tras un período de almacenamiento temporal en el caso del combustible nuclear gastado.

Los residuos de alta actividad (HLW, por sus siglas en inglés) representan más del 95 % de la radiactividad total producida en el proceso de generación de energía nuclear. En otras palabras, si bien la mayor parte de los residuos nucleares son de baja y media actividad, como ropa y equipos de protección contaminados con radiación, la mayor parte de la radiactividad producida en el proceso de generación de energía nuclear proviene de residuos de alta actividad.

Algunos países, en particular Francia, reprocesan el combustible gastado comercial. El Reino Unido reprocesó el combustible gastado comercial de su flota de reactores Magnox hasta 2022. ^{[ 2 ]}

Los residuos de alta actividad son altamente radiactivos y, por lo tanto, requieren un blindaje especial durante su manipulación y transporte. Inicialmente, también necesitan refrigeración, ya que generan mucho calor. La mayor parte de este calor, al menos después de la desintegración de los nucleidos de vida corta, proviene de los productos de fisión de vida media , cesio-137 y estroncio-90 , que tienen vidas medias del orden de 30 años.

Un reactor nuclear típico de gran tamaño (1000 MWe) produce entre 25 y 30 toneladas de combustible gastado al año. ^{[ 1 ]}

En general, se acepta que los residuos finales se depositarán en un repositorio geológico profundo , y muchos países han desarrollado planes para un emplazamiento de este tipo, entre ellos Finlandia , Francia , Japón , Estados Unidos , Reino Unido y Suecia .

Los distintos países tienen diferentes sistemas internos de clasificación de residuos, lo que significa que los residuos clasificados como de alto nivel varían en consecuencia. En su definición más simple, los residuos de alto nivel son todos aquellos que experimentan un grado significativo de auto calentamiento radiogénico . ^{[ 3 ]} Los residuos que no presentan dicho calentamiento, pero que aún requieren consideraciones especiales de eliminación debido a los niveles peligrosos de radiactividad, pueden clasificarse como residuos de nivel intermedio (ILW) .

Los residuos de alta actividad pueden referirse a todos los residuos autocalentables, aunque a veces se utilizan específicamente para el material resultante del reprocesamiento de combustible nuclear gastado, incluidos los residuos líquidos producidos directamente en el reprocesamiento y cualquier material sólido derivado de dichos residuos líquidos que contenga productos de fisión en concentraciones suficientes. Esta definición de residuos de alta actividad excluye el combustible nuclear gastado , aunque comúnmente se consideran junto con otros materiales altamente radiactivos que, de acuerdo con la legislación vigente, requieren aislamiento permanente. ^{[ 4 ]}

Combustible gastado (usado) del reactor .

• El combustible nuclear gastado es combustible usado de reactores que ya no genera electricidad de manera eficiente, debido a que su proceso de fisión se ha ralentizado por la acumulación de sustancias tóxicas . Sin embargo, sigue estando muy caliente, es altamente radiactivo y potencialmente dañino.

Materiales de desecho procedentes del reprocesamiento .

• Los materiales para armas nucleares se obtienen mediante el reprocesamiento del combustible nuclear gastado de los reactores reproductores . El reprocesamiento es un método de tratamiento químico del combustible gastado para separar el uranio y el plutonio . El subproducto del reprocesamiento es un residuo de lodo altamente radiactivo conocido como licor altamente activo (HAL, por sus siglas en inglés).

Los residuos radiactivos de alta actividad se almacenan durante 10 o 20 años en piscinas de combustible gastado , y posteriormente pueden depositarse en instalaciones de almacenamiento en seco .

En 1997, en los 20 países que concentran la mayor parte de la generación de energía nuclear mundial, la capacidad de almacenamiento de combustible gastado en los reactores era de 148.000 toneladas, de las cuales se utilizaba el 59%. La capacidad de almacenamiento fuera de los reactores era de 78.000 toneladas, de las cuales se utilizaba el 44%. ^{[ 5 ]}

• residuos radiactivos
• Residuos de baja actividad
• Residuos transuránicos
• Residuos mixtos
• Hacia la eternidad (película)

• Fentiman, Audeen W.; Saling, James H. (2002). Gestión de residuos radiactivos (2.ª  ed.). Nueva York: Taylor & Francis. ISBN 9781560328421OCLC 123150190 .​ 
• Large, John H. (marzo de 2006). Riesgos y peligros derivados del transporte de combustible irradiado y materiales nucleares en el Reino Unido (PDF) . R3144-A1. Archivado del original el 27 de septiembre de 2007. Recuperado el 3 de noviembre de 2017 .{{cite book}}: CS1 maint: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )
• Fenton, Susanna (2014). Residuos radiactivos: fuentes, gestión y riesgos para la salud . Nueva York: Nova Science Publishers.
• MI Ojovan; WE Lee. (2005). Introducción a la inmovilización de residuos nucleares . Ámsterdam: Elsevier.

• Documento informativo de la NRC sobre residuos radiactivos