Comprendiendo la Emergencia Nuclear en Japón Marzo 2011

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1 Comprendiendo la Emergencia Nuclear

2 Agenda El desarrollo nuclear de Japón. Ubicación de las centrales Cómo funcionan los reactores nucleares de potencia. Fisión. Radioactividad Tipo de reactores Características de las Centrales de Fukushima Por qué el sismo y el tsunami llevaron a una crisis nuclear Secuencia de eventos en los diferentes reactores Situación actual Riesgos involucrados. Radiación. Clasificación de las emergencias según INES Comparación con otros accidentes nucleares Management de la emergencia. Actores Impactos internacionales. Roles Reflexiones y preguntas

3 El desarrollo nuclear de Japón Carece de petróleo, gas, carbón Importa el 80% de sus requerimientos energéticos 55 reactores nucleares en operación, 46 Gwe 2 reactores en construcción Domina el ciclo de combustible incluyendo enriquecimiento y reprocesamiento Adhiere al TNP en 1976 y al Protocolo Adicional en 1999 Limita sus actividades a usos pacíficos, ley 1955 Fuerte desarrollador de tecnología y exportador nuclear : Toshiba, Mitsubishi, Hitachi

4 Fisión Cómo funcionan los reactores nucleares fragmento de fisión (radiactivo) Energía neutrón uranio 235 físil segundos núcleo compuesto fragmento de fisión (radiactivo) 2 o 3 neutrones

5 Cómo funcionan los reactores nucleares Reacción en cadena

6 Cómo funcionan los reactores nucleares de potencia Esquema de un reactor BWR parececido a Fukushima

7 CIÒN POR CICLO REFRIGERANTE CIÒN POR CICLO Tipos REFRIGERANTE de reactores Esquema de un PWR parecido a Atucha Tipo BWR

8 Radioactividad Transformación espontánea por la cual un núcleo se convierte en otro emitiendo partículas o radiaciones. Radiaciones de interés en el estudio de los reactores Alfa Beta Gamma Baja penetración. Mayor peligrosidad por ingestión directa o respiración. Transforman las células, contaminan átomos del medio Media penetración. Activan el medio Alta penetración, peligrosidad por exposición. Activan el medio Neutrones Media penetración.activan el medio

9 Radioactividad Dosis absorbidas máximas recomendadas Unidad de medida: mili Sievert, msv Publico en general msv/año Trabajadores expuestos a la radiación msv/año 5 50 Dosis promedio que recibe la población en Bs.As. en general. Fuentes naturales y artificiales < 2 De este modo, una dosis inferior a 5 msv/año se considera inocua. Radiografía: 0.2 msv Tomografía computada, cuerpo entero: 10 msv Radiación máxima detectada en Fukushima: 400 msv/hora 0

10 Dosis Instantánea (SV) 10/ /10 4/6 2/4 1/2 Radioactividad Dosis instantánea Reducción del tiempo de vida a 1 /2 días. Período latente: pocas hs. Delirio coma muerte segura. 10 SV = Mortalidad cercana al 100% Muerte células sistema gastrointestinal. Pérdida de fluidos. Desbalance eléctrico. Muerte en hs por colapso sistema circulatorio. Sobrevivencia sólo con tratamiento médico (injerto de médula). Náuseas, vómitos, cabello, diarrea, hemorragias. Período latente: 5 10 días. Recuperación: varios meses. 5 SV = Síndrome agudo de radiación Mortalidad crece abruptamente (50 % a 90 %) Período latente: 7 14 días. Se agrega infertilidad femenina. Recuperación: meses. Aumento de mortalidad. Náuseas, vómitos, tejidos órganos productores de sangre, esterilidad masculina. Recuperación: meses Náuseas, pérdida de apetito, fatiga, infertilidad masculina temporaria. Recuperación: semanas. 0

11 Central Fukushima Daiichi reactores BWR Tipo GE Mark I Unidades MWe, MWe, MWe, MWe, MWe, MWe,1979 Total: 4696 MWe Equivale a 14 Atuchas I El

12 Central Fukushima Daiichi Mecanismo de reposición de combustible Recipiente de contención de acero Celda de Concreto Pileta de combustible quemado Recipiente de presión del reactor alberga el núcleo con el combustible Contenedor secundario externo Recipiente toroidal de vaciado de líquidos radioactivos Esquema de un reactor Mark I El

13 Por qué el sismo y el tsunami llevaron a una crisis nuclear? El 11 de marzo a las hora local, sismo grado 9. Richter, frente a Sendai Se paran automáticamente con el sismo 11 centrales, aprox. 25% de la potencia nuclear En Fukushima Daiichi se paran las unidades 1, 2 y 3. Mientras que 4, 5 y 6 ya estaban en parada programada Quedan sin energía eléctrica los sistemas de refrigeración de los reactores y se destruye el tendido eléctrico Se ponen en marcha los sistemas diesel de refrigeración Tsunami de 10 m de altura, unos minutos después, daña sistemas diesel Aumenta la temperatura de los núcleos de los reactores 1, 2, y 3 y las piletas de combustible gastado 4, 5, 6 por falta de refrigeración. Se desata la crisis nuclear

14 Secuencia de eventos 11 marzo Terremoto, tsunami, calentamiento en los reactores y piletas, zona de evacuación 3 km 12 marzo :Se inyecta agua con un sistema de baterías en 1, 2, 3 Aumenta presión del vapor en 1 y 3, se libera al recinto externo Explosión de Hidrógeno en 1, destruye edificio y contención secundaria Material radioactivo en aire Tareas para inyectar agua de mar en 1 y 3 Zona de evacuación, 10 km y luego de la explosión 20 km. 13 de marzo Inyección de agua marina en 3 falla, posibilidad e explosión, elevados niveles de radiación 14 de marzo Explosión en 3 daña edificio reactor, nave primaria de contención Aumenta temperatura piletas de combustible en 4, 5, 6

15 15 marzo Secuencia de eventos Explosión cerca de la pileta de 2 daña el edificio de contención de reactor, afectando al núcleo y estructura. Fusión parcial. Explosión de Hidrógeno en reactor 4, por oxidación del ZircAlloy. Incendio destruye edificio exterior. Aumenta temperatura en 5 y 6, piletas de combustible 16 marzo 5 y 6, temperatura doble de lo normal a pesar de inyección de agua Temor de exposición de barras 17 marzo: Inicio tareas inyección agua a través de helicóptero y bomberos en 3, a pesar del nivel de radiación. 4 vuelos de 40 min. 11 camiones cisternas para inyectar en las piscinas Esfuerzos para restablecer la línea eléctrica cerca de lograr éxito

16 18 marzo Secuencia de eventos Esfuerzos de inyección de agua a través de helicópteros continúan pero con pocos resultados. Se tiende una línea de transmisión que alimentará primero a la unidad 2, luego a la 1, posteriormente a la 3 y finalmente a la 4, rotando en ese sentido para alimentar a los sistemas de emergencia. OIEA reporta que se ha elevado el nivel de severidad a 5 en la escala INES 19 marzo Unidad 3 estabilizada por la inyección de agua de camiones cisternas a través de agujeros al costado del edificio del reactor. Energía suministrada a las unidades 5 y 6 para que circule el agua de las piletas de combustible. Se puso en marcha el sistema de eliminación del calor residual de la unidad 5. Disminuye la temperatura en las piletas de ambas unidades. Presencia de radioisótopos de iodo-131 y cesio-137 en leche y espinacas cerca de Fukushima. Niveles exceden lo legal pero no presentan un riesgo inmediato para la salud.

17 20 marzo Secuencia de eventos Inicio de inyección de agua marítima en la pileta de combustible usado de la unidad 2. Operación extendida para rellenar la pileta de la unidad 3 lo cual redujo la radiación en el ambiente. Se restauró la energía externa de las unidades 1 y marzo Humo gris comienza a salir de la unidad 3, aunque no se mostró ninguna variación en la radiación en el ambiente, ni en la presión del núcleo y de la vasija de contención.. Humo gris comienza a salir de la unidad marzo: El agua de mar cercana a Fukushima muestra elevados niveles de radioactividad. Arriba un camión cisterna para rellenar las piletas de las unidades 3 y 4. El humo gris de la unidad 3 pasó a blanco y se disipa, y el de la unidad 2 es casi invisible.

18 Secuencia de eventos

19 Situación 18 de marzo Temperaturas elevadas Piscinas de combustible 5 6 Piscina de combustible Expuesta, poca agua. Liberando radiación Cámara de contención primaria rota. Liberando radiación. Contiene Pu Cámara de contención primaria rota. Destrozado explosiones de hidrógeno

20 Situación 18 de marzo

21 Riesgos involucrados Contaminación de la primera línea de respuesta, hasta ahora 20 personas Contaminación de la población de los alrededores Contaminación del ambiente cercano: agua, cultivos, otros alimentos, edificios Nube radioactiva viajando a grandes distancias

22 Clasificación de Emergencias International Nuclear and Radiological Emergency Scale - INES Nivel 7 Accidente grave Nivel 6 Accidente importante Nivel 5 Accidente con consecuencias de mayor alcance Nivel 4 Accidente con consecuencias de alcance local Nivel 3 Incidente importante Nivel 2 Incidente Nivel 1 Anomalía En la escala INES los accidentes e incidentes nucleares y radiológicos se clasifican por referencia a tres áreas de impacto: Las personas y el medio ambiente: Barreras y controles radiológicos: Defensa en profundidad: Casos históricos Chernobyl (Ucrania, 1986): nivel 7 Three Mile Island (EE.UU, 1979): nivel 5 Fukushima, inicialmente 4, actualmente elevado a nivel 5, por los daños a los núcleos de 1, 2 y 3. Pérdida de refrigeración en 1, 2, y 4 catalogado como 4, así como la pérdida de suministro de agua en 4..

23 Comparación con otros accidentes nucleares Chernobyl Estallido del reactor 4 durante ejercicio. Nube radioactiva recorrió Europa Three Mile Island Fusión parcial del núcleo del reactor 2. Radiación confinada Fukushima Daiichi Estimados 4000 muertos, 6.8 millones de afectados Ningún muerto, 2 millones de afectados 1 muerto, Número de afectados incierto, Hasta ahora 20 contaminados Daños en sistema de refrigeración por sismo y tsunami. Radiación expulsada en cantidades pequeñas, hasta ahora

24 Management de la emergencia. Actores En virtud de la crisis generalizada el manejo de la emergencia dentro de la central quedó en principio en manos de TEPCO, la empresa operadora Ha trascendido que ha habido demoras en la instalación de un comité de crisis El gobierno japonés mantiene cautela en cuanto a la entrega de información lo cuál ha levantado la protestas de la comunicad internacional El OIEA mantiene un rol de monitoreo de la situación, pero no un liderazgo activo Algunos países han ofrecido ayuda, se desconoce si ha sido aceptada por el gobierno japonés

25 Impactos internacionales Opinión pública recibe información en tiempo real. Genuina preocupación Medios de difusión, levantan el pánico en la opinión pública comparando con Hiroshima o Chernobyl Desacuerdo entre expertos por severidad incidente bajo información escasa Declaraciones apocalípticas de funcionarios de países europeos y de la UE Oportunismo antinuclear Se disparan medidas de revisión de la seguridad de los reactores

26 Reflexiones El incidente tiene un trasfondo técnico que excede a la mayoría de la opinión pública Daño mediático a la energía nuclear Es prematuro establecer los verdaderos alcances Hubiera sido conveniente una mayor cooperación internacional No parece desatinada la revisión de la seguridad de los 437 reactores remanentes en el mundo Existen 62 reactores en construcción, muchos de ellos incorporan nuevos conceptos de seguridad Puede haber impactos en cuanto al renacimiento nuclear sobre todo para los que inician sus planes Los países como Japón, sin otros recursos y otros emergentes con tecnología nuclear y problemas energéticos del perfil de china, continuarán

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