CATÁSTROFES DE ORIGEN TECNOLÓGICO RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR

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1 DE ORIGEN TECNOLÓGICO RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR 1. CONCEPTO a. Radiactividad. Definición y generalidades (1) Radiactividad es la propiedad que tienen los núcleos de algunos átomos de experimentar desintegraciones o transformaciones espontáneas emitiendo radiaciones. (2) La radiación se podría definir como el transporte de energía mediante ondas electromagnéticas o partículas subatómicas. Puede subdividirse en: (a) Radiaciones ionizantes, si tienen energía suficiente para producir iones en la materia que atraviesan. Incluyen no sólo la radiactividad, sino también los rayos X, de un origen diferente a la radiactividad. (b) Radiaciones no ionizantes, si no tienen energía suficiente para ionizar la materia, como las ondas de radio, microondas y radiación óptica, que no corresponden al tema aquí tratado. (3) La radiactividad es un fenómeno esencialmente nuclear, espontáneo es decir sin intervención exterior, e individualmente imprevisible es decir es un fenómeno estadístico. La transformación del núcleo para alcanzar un estado estable puede seguir caminos diferentes, dando lugar a diferentes tipos de radiaciones. (4) La radiactividad puede ser natural o artificial. La natural proviene de isótopos radiactivos existentes en la naturaleza. La artificial procede de los numerosos elementos radiactivos generados bombardeando elementos estables con partículas energéticas producidas en un reactor nuclear, en un acelerador de partículas o emitidas por fuentes radiactivas; tales elementos radiactivos aparecen en grandes cantidades, por ejemplo, como productos de fisión en los reactores nucleares. Ambos tipos de radiactividad son de la misma naturaleza, esto es, siguen las mismas leyes físicas. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 1 de 29

2 b. Decaimiento radiactivo (1) La cantidad de una muestra de sustancia radiactiva que no se ha desintegrado disminuye exponencialmente con el tiempo, es decir matemáticamente: N = N0 e-λt donde N0 y N son el número de núcleos en los instantes t = 0 y t respectivamente; λ es la denominada constante de desintegración radiactiva. (2) Período de semidesintegración, T1/2, es el intervalo de tiempo en el que se desintegra la mitad del número de átomos presentes al principio. Se puede demostrar que: T1/2 = 0,693/λ. (3) Su valor es característico de cada isótopo radiactivo y va desde fracciones muy pequeñas de segundos a millones de años. La tabla siguiente muestra algunos ejemplos. c. Actividad (1) Como no existe forma práctica de medir el número de átomos en una muestra radiactiva, se define una nueva magnitud llamada actividad. (2) La actividad, A, viene a ser el número de transiciones nucleares espontáneas en la unidad de tiempo. Se puede demostrar que también la actividad decae exponencialmente igual que el número de núcleos. (3) Su unidad en el Sistema Internacional (SI) es el bequerelio, Bq. Como esta unidad es una cantidad muy pequeña de MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 2 de 29

3 actividad, se utilizan sus múltiplos: kilo (k), mega (M), tera (T) y peta (P). 1 kbq = Bq = 103 Bq 1 MBq = 1000 kbq = Bq = 106 Bq 1 GBq = MBq = kbq = 109 Bq 1 TBq = GBq = MBq = 109 kbq = 1012 Bq 1 PBq = TBq = GBq = 109 MBq = 1012 kbq = 1015 Bq. (4) La unidad antigua, aún muy usada, es el curio, Ci, siendo 1 Ci = 3, Bq = 37 GBq. d. Tipos de radiaciones (1) Tradicionalmente, se estudian tres tipos de radiación: α, β, y γ. Además, se pueden considerar neutrones y las otras partículas subatómicas con energía suficiente. (2) Radiación alfa, α.- Partícula compuesta de dos protones y dos neutrones fuertemente ligados emitida desde un núcleo inestable con número másico elevado. Tiene un gran poder de ionización y escasa penetración, tan escasa que se puede frenar en una hoja de papel o en la propia piel. Su espectro de energías es discreto, es decir con unos valores concretos de energía, por lo general de unos pocos MeV, que son característicos del radionucleido, y que pueden servir para identificarlo. A estas energías, su alcance en aire es de unos 3-5 cm. (3) Radiación beta, β.- Consiste en electrones (β-) o positrones (β+) de origen nuclear, es decir, partículas mucho más ligeras que las α y con la mitad de su carga eléctrica positiva o negativa. Tiene mayor penetración y un menor poder de ionización. Su distribución energética es continua hasta un valor máximo propio del radioisótopo. (4) Radiación gamma, γ.- Son fotones, o sea, cuantos de energía electromagnética con carga y masa en reposo nulas. Tiene una penetración muy superior a las radiaciones α y β, pero un poder de ionización menor. Posee un espectro discreto de energías. (5) Generalmente, los núcleos producidos por la desintegración α o β de otro núcleo, se hallan en estado excitado. La composición del núcleo es la correcta para su estabilidad, pero tienen un exceso de energía, que es liberada en forma de un fotón. (6) Radiación neutrónica.- Puede provenir de la fisión, de la emisión espontánea de algunos átomos radiactivos o de otro tipo de reacciones nucleares. Los neutrones así emitidos son rápidos, o sea con energías elevadas. Al tratarse de partículas con carga eléctrica nula, no interaccionan eléctricamente y pueden alcanzar unos grandes recorridos, por ejemplo cientos de metros en aire, durante los se moderan (pierden su energía) MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 3 de 29

4 hasta convertirse en neutrones térmicos, es decir de baja energía. (7) En la figura siguiente se muestra el poder de penetración de las radiaciones α, β, γ. e. La energía nuclear (1) Estrictamente hablando la energía nuclear es la energía que se libera al dividir el núcleo de un átomo (fisión nuclear) o al unir dos átomos para convertirse en un átomo individual (fusión nuclear). De hecho, nuclear viene de núcleo. Cuando se produce una de estas dos reacciones físicas (la fisión o la fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energía calorífica como descubrió el Albert Einstein con su famosa ecuación E=mc2. (2) Sin embargo, a menudo, cuando hablamos de energía nuclear nos referimos a generación de energía eléctrica utilizando reacciones nucleares. (3) Hay que tener presente que aunque la producción de energía eléctrica sea la utilidad más habitual, la energía nuclear se puede aplicar en muchos otros sectores, como en aplicaciones médicas, medioambientales o bélicas. f. Fisión nuclear (1) En energía nuclear llamamos fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos o tres neutrones. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 4 de 29

5 (2) La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original. Esta 'falta' de masas (alrededor del 0,1 por ciento de la masa original) se ha convertido en energía según la ecuación de Einstein (E=mc2). En esta ecuación E corresponde a la energía obtenida, m a la masa de la que hablamos y c es una constante, la de la velocidad de la luz: m/s 2. Con este valor de la constante c ya se puede ver que por poca unidad de masa que extraigamos en una fisión nuclear obtendremos grandes cantidades de energía. (3) La fisión nuclear puede ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón, o puede ocurrir espontáneamente. g. Reacciones nucleares en cadena (1) Una reacción en cadena se refiere a un proceso en el que los neutrones liberados en la fisión produce una fisión adicional en al menos un núcleo más. Este núcleo, a su vez produce neutrones, y el proceso se repite. El proceso puede ser controlado (energía nuclear) o incontrolada (armas nucleares). (2) Si en cada fisión provocada por un neutrón se liberan dos neutrones más, entonces el número de fisiones se duplica en cada generación. En este caso, en 10 generaciones hay MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 5 de 29

6 fisiones y en 80 generaciones aproximadamente 6 x 1023 fisiones. h. Fusión nuclear (1) La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía. (2) Un ejemplo claro lo vemos a diario en la energía solar que tiene su origen en la fusión de núcleos de hidrógeno, generándose helio y liberándose una gran cantidad de energía que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética. (3) Para efectuar las reacciones de fusión nuclear, se deben cumplir los siguientes requisitos: Temperatura muy elevada para separar los electrones del núcleo y que éste se aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa gaseosa compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados se denomina PLASMA. Confinamiento necesario para mantener el plasma a elevada temperatura durante un tiempo mínimo. Densidad del plasma suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y puedan lugar a reacciones de fusión. (4) Los confinamientos convencionales, como las paredes de una vasija, no son factibles debido a las altas temperaturas del plasma. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 6 de 29

7 i. Funcionamiento de una central nuclear (1) El principal uso que se le da actualmente a la energía nuclear es el de la generación de energía eléctrica. Las centrales nucleares son las instalaciones encargadas de este proceso. (2) El funcionamiento de una central nuclear es idéntico al de una central térmica que funcione con carbón, petróleo o gas excepto en la forma de proporcionar calor al agua para convertirla en vapor. (3) A nivel mundial el 90% de los reactores de potencia, es decir, los reactores destinados a la producción de energía eléctrica son reactores de agua ligera (en las versiones de agua a presión o de agua en ebullición). De modo que explicaremos más extensamente el funcionamiento de este tipo de reactor. (4) El principio básico del funcionamiento de una central nuclear se basa en la obtención de energía calorífica mediante la fisión nuclear del núcleo de los átomos del combustible. Con esta energía calorífica, que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energía mecánica en una turbina y, finalmente, convertiremos la energía mecánica en energía eléctrica mediante un generador. (5) El reactor nuclear es el encargado de provocar y controlar estas fisiones atómicas que generarán una gran cantidad de calor. Con este calor se calienta agua para convertirla en vapor a alta presión y temperatura. (6) El agua transformada en vapor sale del edificio de contención debido a la alta presión a que está sometido hasta llegar a la turbina y hacerla girar. En este momento parte de la energía calorífica del vapor se transforma en energía cinética. Esta turbina está conectada a un generador eléctrico mediante el cual se transformará la energía cinética en energía eléctrica. (7) Por otra parte, el vapor de agua que salió de la turbina, aunque ha perdido energía calorífica sigue estando en estado gas y MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 7 de 29

8 muy caliente. Para reutilizar esta agua hay que refrigerarla antes de volverla a introducir en el circuito. Para ello, una vez ha salido de la turbina, el vapor entra en un tanque (depósito de condensación) donde este se enfría al estar en contacto con las tuberías de agua fría. El vapor de agua se vuelve líquido y mediante una bomba se redirige nuevamente al reactor nuclear para volver a repetir el ciclo. (8) Por este motivo las centrales nucleares siempre están instaladas cerca de una fuente abundante de agua fría (mar, río, lago), para aprovechar esta agua en el depósito de condensación. La columna de humo blanco que se puede ver saliendo de determinadas centrales es el vapor de agua que se provoca cuando se este intercambio de calor. j. Reactor nuclear (1) Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar, controlar y mantener las reacciones nucleares (generalmente de fisión) en cadena que se produzcan en el núcleo de esta instalación. (2) La composición del reactor nuclear está formada por el combustible, el refrigerante, los elementos de control, los materiales estructurales y, en el caso de que se trate de un reactor nuclear térmico, el moderador. (3) Los reactores nucleares se pueden clasificar como reactores térmicos y reactores rápidos. (a) Los reactores térmicos son aquellos que funcionan retrasando (moderando) los neutrones más rápidos o incrementando la proporción de átomos fisibles. Para ralentizar estos neutrones, llamados neutrones lentos, se necesita un moderador que puede ser agua ligera, agua pesada o grafito. (b) Los reactores rápidos son los que no necesitan moderar la velocidad de los electrones y utilizan neutrones rápidos. (4) Para construir un reactor nuclear es necesario disponer de combustible suficiente, que llamamos masa crítica. Tener MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 8 de 29

9 suficiente masa crítica significa disponer de suficiente material fisible en óptimas condiciones para mantener una reacción en cadena. (5) La disposición de absorbentes de neutrones y de las barras de control permite controlar la reacción en cadena y la parada y puesta en funcionamiento del reactor nuclear. (6) En el núcleo del reactor se produce y mantiene la reacción nuclear en cadena con el objetivo de calentar el agua que se utilizará para accionar las turbinas de la central. k. Tipos de reactores nucleares (1) La clasificación de los tipos de reactor nuclear se puede realizar de distinta forma dependiendo del criterio que se utiliza. Entre los criterios más habituales se encuentran: (a) Según el combustible utilizado encontramos los reactores nucleares de uranio natural y los reactores nucleares de uranio enriquecido. El combustible de uranio natural contiene la misma proporción de uranio que se encuentra en la naturaleza, mientras que en el combustible de uranio enriquecido esta proporción se aumenta artificialmente. Otros reactores utilizan óxidos mixtos de Uranio y Plutonio. (b) Según la velocidad de los neutrones producidas en las reacciones nucleares de fisión: reactores se distinguen los reactores rápidos y los reactores térmicos. (c) Según el moderador utilizado pueden ser reactores nucleares de agua pesada, agua ligera o de grafito. (d) Según el material usado como refrigerante: los materiales más habituales son un gas (helio o anhídrido carbónico) o agua (ligera o pesada). Algunas veces estos materiales, a la vez, también actúan como moderador. También se puede utilizar vapor de agua, sales fundidas, aire, o metales líquidos como refrigerante. (2) Las diferencias entre los diferentes tipos de centrales nucleares en operación se basan en el tipo de reactor nuclear que utilizan para producir energía. La forma en que se genera energía eléctrica a partir del vapor generado es similar en todas las centrales nucleares. (a) Reactor de agua a presión (PWR): i. El reactor de agua a presión es el reactor nuclear más utilizado en el mundo. Se ha desarrollado principalmente en Estados Unidos, R.F. Alemania, Francia y Japón. ii. Este reactor nuclear utiliza uranio enriquecido en forma de óxido como combustible. iii. El moderador y el refrigerante utilizado es el agua. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 9 de 29

10 iv. La energía generada por el núcleo del reactor es transportada mediante el agua de refrigeración que circula a gran presión hasta un intercambiador de calor, donde se genera el vapor que accionará las turbinas. (b) Reactor de agua en ebullición (BWR) i. El reactor de agua en ebullición, también se utiliza con frecuencia. Tecnológicamente ha sido desarrollado principalmente, en Estados Unidos, Suecia y la R.F. Alemana. ii. En este reactor, el agua se utiliza como refrigerante y moderador. iii. El combustible es uranio enriquecido en forma de óxido. l. Energía nuclear en España (1) La primera central nuclear en España se construyó en 1969, fue la central nuclear José Cabrera. Todas las plantas nucleares que se construyeron en aquella época, los constructores y los ingenieros eran la misma entidad. El padre de la energía nuclear en España fue José María Otero de Navascués, que fue el director del laboratorio y Taller de Investigación del Estado Mayor de la Armada. (2) La segunda generación de plantas nucleares fueron construidas por las siguientes compañías: Empresarios Agrupados, INITEC y ENSA. (3) La tercera generación incluye la Central nuclear de Trillo y la Central nuclear de Vandellós-2. (4) Fueron proyectadas otras 5 plantas nucleares pero su construcción se paralizó por la moratoria de no proliferación nuclear de (5) Actualmente España importa todo el combustible de Uranio, aunque en su momento ENUSA, compañía española, tenía varias explotaciones mineras de uranio en España que ya han sido desmanteladas. (6) En España existen ocho reactores nucleares que representan el 18,29% del total de energía en España. La principal fuente energética se obtiene mediante el ciclo combinado (central eléctrica que genera energía mediante una turbina de gas y el ciclo de vapor de agua usando una o varias turbinas de vapor), la energía nuclear es la segunda fuente de producción energética. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 10 de 29

11 2. EFECTOS Y FACTORES DE VULNERABILIDAD a. Efectos de la radiactividad (1) La radiación alfa es intensa aunque poco penetrante, se detiene ante una hoja de papel y apenas puede atravesar las capas exteriores de la piel. Por ello, no es tan peligrosa como las siguientes, a menos que las sustancias que la emiten se introduzcan en el cuerpo a través de una herida abierta o sean ingeridas o inhaladas. (2) La radiación beta es menos intensa que la radiación alfa aunque más penetrante, traspasa la hoja de papel y puede penetrar uno o dos centímetros de piel. No atraviesa una lámina de aluminio. (3) La radiación gamma es muy energética, viaja a la velocidad de la luz y es muy penetrante, atraviesa todo lo que no sea un bloque de plomo u hormigón. (4) Las radiaciones ionizantes no pueden captarse con ninguno de los sentidos corporales, sólo pueden detectarse con aparatos especiales. (5) Cualquier radiación, por su propia naturaleza, puede ser dañina para la vida. Por ejemplo, una radiación solar excesiva puede causar efectos perjudiciales en la salud de las personas. Del mismo modo, las radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas también pueden causar daños en los seres humanos provocando enfermedades como el cáncer, alteraciones genéticas e incluso la muerte de forma rápida. b. Dosimetría de la radiación y sus unidades (1) Energía de la radiación: La energía de la radiación ionizante se mide en electronvoltios (ev), con sus múltiplos, kiloelectronvoltios (kev, 103 ev) o megaelectronvoltios (MeV, 103 KeV). El electronvoltio corresponde a la energía que adquiere un electrón cuando se aplica, en el vacío, una diferencia de potencial de 1 voltio y equivale a 1.6 X Julios. (2) Dosis absorbida: Es la cantidad de energía (D) cedida (y absorbida) por la radiación a la materia irradiada por unidad de masa. La unidad de medida en el sistema internacional es el Gray (Gy) que equivale a 100 rads. Cuando la energía de la radiación no es muy grande, la energía cedida y absorbida es prácticamente igual. (3) Dosis equivalente: Es también una magnitud que considera la energía cedida por unidad de masa, pero considerando en parte el efecto biológico. Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderación de la radiación W R (ver tabla). La unidad de medida es el Sievert (Sv) que equivale a 100 rems. El MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 11 de 29

12 Sievert es una unidad muy grande para su utilización en protección radiológica y por esto se utilizan sus submúltiplos, el milisievert (msv, 10-3 Sv) y el microsievert (µsv, 10-6 Sv). Valores del factor de ponderación de radiación W R (4) Dosis equivalente efectiva: Se ha observado que la relación entre la probabilidad de aparición de efectos estocásticos y la dosis equivalente depende también del órgano o tejido irradiado. Por tanto en el caso en que no se produzca una irradiación homogénea del organismo para expresar la combinación de diferentes dosis equivalentes en diferentes tejidos, se introduce un factor ponderal del tejido W T, cuyos valores son elegidos de manera que la suma de estos valores sea de la unidad. (5) Igualmente se puede definir la tasa de dosis equivalente efectiva con unidades de Sv/s. (6) La dosis equivalente efectiva incluye tanto el componente de irradiación externa como el de interna. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 12 de 29

13 c. Efectos biológicos de las radiaciones. (1) El núcleo es la estructura celular más sensible a las radiaciones. En él se almacena la información genética dentro de la molécula de ADN. (2) Cuando un sistema biológico es irradiado se producen dos tipos de efectos: (a) Efectos directos: Se produce excitación o ionización a nivel de moléculas críticas (LET alto) Transferencia lineal de Energía (b) Efectos indirectos: Se producen moléculas intermediarias con gran reactividad química (radicales libres) al actuar sobre medios acuosos (3) Lesiones sobre el ADN (rupturas de cadenas simples o dobles, alteración bases nitrogenadas, etc.). (4) Existen mecanismos de reparación (posibilidad según tipo de ruptura, tasa de dosis, calidad de la irradiación, etc.). (5) Los efectos de la radiación se dividen en dos tipos; deterministas y estocásticos. (a) Efectos deterministas o no estocásticos. Mortalidad de un gran número de células irradiadas con pérdida de funcionalidad del tejido. La gravedad del efecto depende de la dosis y sus efectos se producen a medio/corto plazo. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 13 de 29

14 Tabla de efectos determnistas irradiacion cuerpo entero (b) Efectos estocásticos o probabilistas. Células irradiadas sobreviven con alteración del genoma. Los efectos estocásticos suelen desembocar, con el paso de los años, en el desarrollo de cáncer u otras enfermedades. La probabilidad de ocurrencia aumenta con la dosis. Además presentan: i. Efectos genéticos: si afecta a células de transmisión hereditaria. ii. Efectos somáticos: si no afecta a células de transmisión hereditaria. d. Protección radiológica (1) La Protección Radiológica tiene por finalidad la protección de los individuos, de sus descendientes y de la humanidad en su conjunto, de los riesgos derivados de aquellas actividades que debido a los equipos o materiales que utilizan suponen la presencia de radiaciones ionizantes. (2) Como consecuencia del estado actual de conocimientos de los efectos biológicos de la radiación, la International Commission on Radiological Protection (ICRP) considera que el objetivo principal de la protección radiológica es evitar la aparición de efectos biológicos deterministas y limitar al máximo la probabilidad de aparición de los estocásticos. (3) La protección radiológica se basa en el principio ALARA (acrónimo de la expresión inglesa "as low as reasonably achievable, cuyo sentido en castellano es tan bajo como razonablemente sea posible ) refiriéndose a las posibles dosis recibidas por un operador y por tanto al riesgo al que se ve sometido. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 14 de 29

15 (4) La exposición ocupacional a las Radiaciones Ionizantes viene regulada por el Reglamento de Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes, cuya última modificación fue aprobada por el Real Decreto 783/2001. (5) El objeto de dicho Reglamento es establecer las normas relativas a la protección de los trabajadores y de los miembros del público contra los riesgos que resultan de las radiaciones ionizantes. (6) El Reglamento es de aplicación a: - Todas las prácticas que impliquen un riesgo derivado de las radiaciones ionizantes que procedan de una fuente artificial, o bien de fuentes naturales de radiación cuando los radionucleidos naturales han sido procesados por sus propiedades radiactivas ó por ser fisionables. - Toda actividad laboral que suponga la presencia de fuentes naturales de radiación y de lugar a un incremento significativo de la exposición de los trabajadores o miembros del público que no pueda ser despreciable. (7) El Reglamento regula las normas básicas de protección, introduciendo los tres principios básicos de la Protección Radiológica, partiendo de la premisa de que con objeto de reducir las dosis colectivas el número de personas expuestas a las radiaciones ionizantes será el menor posible: 1. Justificación: Los diferentes tipos de actividades que impliquen una exposición a las radiaciones ionizantes deben estar justificados previamente por las ventajas que proporcionen en relación con el detrimento de la salud que pudieran ocasionar. 2. Optimización: Las dosis individuales, el número de personas expuestas y la probabilidad de que se produzcan exposiciones potenciales, se mantendrán siempre al nivel más bajo que sea razonablemente posible. 3. Limitación de dosis: La suma de las dosis recibidas procedentes de todas las prácticas no sobrepasará los límites de dosis que el Reglamento establece tanto para los trabajadores profesionalmente expuestos, como para los miembros del público. (8) El límite de dosis efectiva para trabajadores expuestos será de 100 msv durante todo periodo de cinco años oficiales consecutivos, sujeto a una dosis efectiva máxima de 50 msv en cualquier año oficial. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 15 de 29

16 (9) Protección especial durante embarazo y lactancia. Desde que una mujer comunique su estado al titular de la práctica, las condiciones de trabajo de una mujer embarazada serán tales que la dosis equivalente al feto sea tan baja como sea razonablemente posible, de forma que sea improbable de dicha dosis exceda de 1 msv, desde la comunicación de su estado hasta el final del embarazo. Desde el momento que una mujer se encuentre en periodo de lactancia y comunique su estado al titular de la práctica, no se le asignarán trabajos que supongan un riesgo significativo de contaminación radiactiva. (10) El límite de dosis efectiva para los miembros del público será de 1 msv por año oficial. Limite de dosis para Estudiantes e. Riesgos de las radiaciones ionizantes (1) Las radiaciones ionizantes que se utilizan en las instalaciones radiactivas se originan de dos formas esencialmente distintas. (a) En un caso se producen a partir de equipos provistos de dispositivos electrónicos que requieren forzosamente estar conectados a la red. Son equipos capaces de transformar parte de la energía eléctrica que consumen en radiación ionizante. A estos equipos basta con desconectarlos de la fuente de suministro eléctrico para que dejen de emitir radiación. (RAYOS X). (b) En el otro, tiene su origen en el propio material radiactivo, el cual puede encontrarse en la naturaleza, como es el caso del uranio, o bien puede ser obtenido artificialmente, es decir fabricado por el hombre (C O 60). (2) Todas las personas que manipulan los materiales o equipos generadores de radiación ionizante o dirigen estas actuaciones deben disponer de una formación específica con el fin de evitar riesgos radiológicos, mediante la obtención de las licencias de Supervisor y Operador. Dichas licencias son concedidas por el Consejo de Seguridad Nuclear, tras la superación de unas pruebas, y renovables cada seis años, según establece el Reglamento sobre Instalaciones Nucleares y Radiactivas (RD 1836/1999, modificado por REAL DECRETO 35/2008, de 18 de enero) MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 16 de 29

17 (3) El tipo de riesgo está asimismo condicionado a la forma física en que se presenta la sustancia radiactiva, es decir si la fuente se encuentra o no en forma encapsulada. (a) Fuente encapsulada: Se trata de fuentes radiactivas revestidas de material sólido o cubiertas de una envoltura de resistencia mecánica tal que impide que exista contacto con el material radiactivo o la sustancia se disperse en condiciones normales de uso. Únicamente presenta riesgo de irradiación externa. (b) Fuente no encapsulada: Se trata de fuentes dispersables, las cuales se encuentran bien en forma de disolución, en forma de polvo. Presenta riesgo tanto de irradiación como de contaminación. (4) Las radiaciones ionizantes son invisibles y no las percibimos por ningunos de los sentidos, por lo que debemos conocer en qué ámbitos pueden estar presentes, y tomar conciencia de que el trabajo en presencia de radiaciones ionizantes, realizado sin precauciones, presenta riesgos que pueden ser de dos tipos, en función del tipo de la instalación, la naturaleza y el tipo de la fuente: exposición externa y/o contaminación radiactiva. (5) La exposición externa puede ser producida por todas las fuentes de radiación, tanto las fuentes radiactivas, como los equipos generadores de radiaciones ionizantes. Hay exposición externa cada vez que un objeto o una persona se encuentran sometidos a la radiación de una fuente exterior a su propio cuerpo. (6) La contaminación radiactiva puede ser producida por fuentes no encapsuladas o fuentes con deterioro en su cápsula. Hay contaminación radiactiva cada vez que sustancias radiactivas están presentes en un medio o en una superficie en la que son indeseables. (7) Tratándose de contaminación corporal se distingue: MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 17 de 29

18 (a) Contaminación externa: Cuando las sustancias radiactivas son depositadas en la superficie del cuerpo. (b) Contaminación interna, cuando las sustancias radiactivas han penetrado en el organismo (8) Asimismo puede haber contaminación radiactiva indeseable en el aire de las salas y las superficies y lugares donde se hayan manipulado fuentes radiactivas no encapsuladas. f. Residuos nucleares (1) Uno de los principales problemas del uso de la energía nuclear es la gestión de los residuos nucleares ya que son muy peligrosos y difíciles de eliminar. Si estos residuos no se tratan debidamente, resultan altamente peligrosos para la población y el medio ambiente. (2) La Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (ENRESA) es la empresa que se encarga en España de la gestión de residuos nucleares (provengan de centrales nucleares o de otras instalaciones radiactivas como hospitales y centros de investigación relacionados con la energía nuclear). La gestión de dichos residuos nucleares está definida en el Plan General de Residuos aprobado por el Parlamento. (3) Los residuos radiactivos se clasifican, según su actividad, en: (a) Residuos nucleares de alta actividad, compuestos por los elementos del combustible gastado. (b) Residuos nucleares de media actividad, son radionucleidos producidos en el proceso de fisión nuclear. (c) Residuos nucleares de baja actividad, básicamente se trata de las herramientas, ropas y material diverso utilizado para el mantenimiento de una central de energía nuclear. (4) Los residuos nucleares de media actividad se generan por radionucleidos liberados en el proceso de fisión (el que actualmente se utiliza en las centrales de energía nuclear) en cantidades pequeñas, muy inferiores a las consideradas peligrosas para la seguridad y la protección de las personas. Con un tratamiento se separan los elementos radioactivos que contienen en estos subproductos y los residuos resultantes se depositan en bidones de acero solidificándolos con alquitrán, resinas o cemento. (5) Los residuos nucleares de baja actividad radiactiva (ropas, herramientas, etc) se prensan y se mezclan con hormigón MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 18 de 29

19 formando un bloque sólido. Al igual que en el caso anterior éstos también se introducen en bidones de acero. (6) En España, los bidones se trasladan al Centro de Almacenamiento de El Cabril (Córdoba), que ENRESA se encarga de gestionar. Además de depositarse todos los residuos nucleares de todas las centrales nucleares españolas, también se depositan los residuos nucleares generados por la medicina, la investigación, la industria y otros campos que también trabajan con energía nuclear. (7) Residuos nucleares de alta actividad. Una vez se ha gastado el combustible en una central de energía nuclear, se extrae del reactor para almacenarse temporalmente en una piscina de agua construida de hormigón y paredes de acero inoxidable dentro de la central para crear una barrera a las radiaciones y evitar escapes. Si bien es cierto que estas piscinas pueden ampliarse mediante una operación llamada reracking, los últimos Planes Generales de Residuos prevén la construcción de almacenes temporales en seco dentro de la propia central nuclear. Éste seria un complemento a las piscinas en el paso intermedio hasta definir una localización definitiva. (8) La investigación sobre almacenamientos definitivos se desarrolla en numerosos países, algunos de los cuales, como Finlandia y EE.UU., han dado pasos muy importantes para su construcción y puesta en servicio. (9) Una de las soluciones que más se aceptan entre expertos es el Almacenamiento Geológico Profundo (AGP), generalmente en minas excavadas en formaciones geológicas estables. (10) Actualmente España ha aprobado la construcción de un Almacén Temporal Centralizado (ATC) en la localidad de villar de Cañas (cuenca). ENRESA trabaja para, construir y gestionar el ATC en donde guardar, de manera provisional y segura, los residuos nucleares de alta actividad que actualmente se guardan en las centrales nucleares españolas. Este almacenamiento permitirá ganar tiempo para buscar una ubicación adecuada para el AGP permitiendo la continuidad de las instalaciones nucleares y el almacenamiento seguro de los residuos de alta actividad. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 19 de 29

20 (11) Clasificación europea de residuos nucleares. Dado que no todos los países emplean la misma clasificación, la Comisión Europea ha recomendado unificar criterios, para lo cual propone la siguiente clasificación, en vigor desde el 1 de enero de 2002: (a) Residuos nucleares de transición: residuos, principalmente de origen médico, que se desintegran durante el período de almacenamiento temporal, pudiendo a continuación gestionarse como residuos no radiactivos, siempre que se respeten unos valores de des-clasificación. (b) Residuos nucleares de baja y media actividad: su concentración en radionucleidos es tal que la generación de energía térmica durante su evacuación es suficientemente baja. A su vez se clasifican en residuos de vida corta que contienen nucleidos cuya vida media es inferior o igual a 30 años, con una concentración limitada de radionucleidos alfa de vida larga y en residuos de vida larga con radionucleidos y emisores alfa de vida larga cuya concentración es superior a los limites aplicables a los residuos de vida corta. (c) Residuos nucleares de alta actividad: Residuos con una concentración de radionucleidos tal que debe tenerse en cuenta la generación térmica durante su almacenamiento y evacuación. Este tipo de residuos se obtiene principalmente del tratamiento y acondicionamiento del combustible gastado. 3. RIESGOS a. Emergencias en instalaciones radiológicas (1) Las instalaciones radiactivas son locales, laboratorios o fábricas en los que se manipulan, almacenan o producen materiales radiactivos; los aparatos productores de radiaciones ionizantes y, en general, cualquier clase de instalación que contenga una fuente emisora de radiación ionizante. (2) Las instalaciones radiactivas se clasifican en tres categorías en función del riesgo radiológico asociado a los equipos o materiales radiactivos que utilizan o almacenan. Las de mayor riesgo potencial son las de primera categoría, las de segunda tienen un riesgo intermedio y las de tercera un riesgo bajo. (3) El riesgo que suponen los distintos usos de los radionucleidos en las instalaciones radiactivas ha sido categorizado por la Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA), según el radioisótopo emisor y la actividad utilizada, en 5 grupos, al igual que las fuentes radiactivas. MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 20 de 29

21 Extremadamente peligroso grupo1 Muy peligroso grupo 2 Peligroso grupo 3 Poco peligroso grupo 4 Inocuo grupo 5 (4) El uso de sustancias radiactivas para la producción de energía eléctrica, también, implica la existencia de otras instalaciones nucleares para la fabricación del combustible nuclear y para el almacenamiento de residuos nucleares y radiactivos, además, de actividades de transporte de estos materiales que, también, están sometidas al cumplimiento de obligaciones en materia de seguridad y protección radiológica. (5) No obstante, la utilización de fuentes de radiación no sólo se limita a la industria nuclear sino que se extiende a otros fines científicos, médicos, agrícolas, comerciales e industriales. Dichas actividades autorizadas, también, están sometidas al cumplimiento de unas normas básicas de protección radiológica para los trabajadores, los miembros del público y la población, de manera que las exposiciones potenciales a las radiaciones ionizantes se mantengan por debajo de los límites permitidos. (6) En España, existen cuatro instalaciones nucleares, distintas de las centrales nucleares, tres del ciclo del combustible nuclear, la Fabrica de elementos combustibles de Juzbado (Salamanca) y la planta Quercus de fabricación de concentrados de uranio (Salamanca) que está en situación de parada definitiva y el Centro de Almacenamiento de Residuos Radiactivos El Cabril (Córdoba), y una de investigación, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), en Madrid, y, por otra parte, existen algo más de instalaciones radiactivas, de diferente categoría, con autorización de funcionamiento en las distintas Comunidades Autónomas. (7) Además, con motivo del uso de fuentes de radiación se realiza la actividad de transporte de materiales radiactivos por tierra, mar y aire que conlleva también ciertos riesgos radiológicos. El transporte se regula dentro de la normativa general de transporte de mercancías peligrosas aunque, la seguridad en el transporte de materiales radiactivos se basa, fundamentalmente, en la autorización, el control e inspección del cumplimiento de los requisitos de seguridad nuclear y protección radiológica y en la seguridad del embalaje o de los bultos, más que en los aspectos de planificación de medidas de protección en caso de accidente. (8) La ocurrencia de accidentes radiológicos en este tipo de instalaciones y actividades, en los que no se vería involucrada una reacción en cadena de fisión nuclear ni los productos MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 21 de 29

22 resultantes de esta reacción, podría dar lugar a situaciones de emergencia radiológica cuyo impacto sobre la salud de las personas sería menor que el de un accidente nuclear grave pero, de acuerdo con las disposiciones reglamentarias actuales, no pueden considerarse en ningún caso despreciables desde el punto de vista de la planificación de medidas de protección adecuadas, para el caso de que estas situaciones se produzcan. (9) Por otra parte, otros accidentes que dieron lugar a situaciones de emergencia radiológica, como el suceso ocurrido con una fuente huérfana, es decir, una fuente que aparece abandonada en un determinado lugar público, como fue el caso del accidente de Brasil, en 1987, que ocasionó graves daños sobre la salud de muchas personas, causando incluso varias muertes, y, accidentes en instalaciones no reguladas, como nucleares y radiactivas, pero en las que pueden aparecer fuentes de radiación, de forma inadvertida, como fue el caso del accidente de Acerinox, en 1998, en Cádiz, en nuestro país, cuyos efectos sobre la salud fueron mínimos pero que dio lugar a gran alarma y preocupación, también, se consideraron que debían tenerse en cuenta a efectos de planificación de medidas de protección para reducir sus consecuencias. (10) Las últimas consideraciones en cuanto a posibles tipos de emergencias radiológicas que podrían producirse en zonas muy pobladas corresponden con los actos ilícitos o los actos malintencionados, el llamado terrorismo nuclear, en los que se podrían utilizar fuentes de radiación para causar daños sobre las personas y los bienes con artefactos de dispersión radiactiva (bombas sucias), y aunque en estos casos las medidas de actuación van en la línea de la protección física de las instalaciones y los materiales para tratar de prevenir estos fenómenos, también se deben considerar a efectos de la planificación de medidas de protección a la población que se pondrían en marcha si se produjera un incidente de este tipo. (11) Para contemplar todos estos escenarios de accidente, incidentes o sucesos de riesgo radiológico bajo o desconocido, y poder cumplir con las obligaciones exigidas por la normativa sobre normas básicas de protección radiológica, las autoridades públicas, han ido articulando distintos procedimientos para exigir medidas de autoprotección a los titulares de las instalaciones nucleares y radiactivas, medidas de autoprotección a las instalaciones del reciclado de metales y medidas de protección física de instalaciones y materiales, a través de los distintos organismos responsables. (12) La Dirección General de Protección Civil y Emergencias, dentro de sus competencias, en cuanto a la elaboración de planes de emergencia tiene desarrollada una Directriz Básica de MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 22 de 29

23 Planificación para el Riesgo de Accidentes en los Transportes de Mercancías Peligrosas por Carretera y Ferrocarril, en la que se incluye el transporte de la clase 7 que corresponde a los materiales radiactivos y por otra, recientemente, ha aprobado una Directriz Básica de Planificación ante el Riesgo Radiológico para la elaboración de planes de emergencia exterior de Comunidad Autónoma ante casos de emergencia radiológica que pudieran darse en sus respectivos territorios y la elaboración de un plan estatal para las situaciones especialmente graves o que puedan superar los medios y recursos a gestionar durante la emergencia, por parte de la Comunidad Autónoma afectada. (13) La Misión del Consejo de Seguridad Nuclear es proteger a los trabajadores, la población y el medio ambiente de los efectos nocivos de las radiaciones ionizantes, consiguiendo que las instalaciones nucleares y radiactivas sean operadas por los titulares de forma segura, y estableciendo las medidas de prevención y corrección frente a emergencias radiológicas, cualquiera que sea su origen. (14) El artículo 4.2 del Real Decreto 1564/2010 de 19 de noviembre por el que se aprueba la Directriz básica de planificación de protección civil ante el riesgo radiológico (DBRR) dispone que será competencia del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) la formulación de criterios y recomendaciones de carácter radiológico aplicables a las emergencias por riesgo radiológico disponiendo a continuación, en el artículo 4.3 y disposición final tercera, que el CSN elaborará, en el plazo de un año desde la publicación de la DBRR, una guía técnica que contemple como mínimo: (a) Las medidas de protección y en su caso, todas aquéllas actuaciones de carácter radiológico a considerar en los planes frente a emergencias radiológicas que se deriven de la DBRR, en función de la clasificación en grupos de las posibles emergencias, según el anexo I del mencionado Real Decreto. (b) Las recomendaciones radiológicas a utilizar para el establecimiento de las zonas de actuación de protección civil en desarrollo de los criterios prácticos establecidos en el anexo VI de la DBRR. (c) Los criterios radiológicos para la implantación de los planes de protección civil ante el riesgo de emergencia radiológica de las Comunidades Autónomas. b. Emergencias en instalaciones nucleares (1) El tratado EURATOM, por el que se constituye la Comunidad Europea de la Energía Atómica, promulgaba el uso pacífico de MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 23 de 29

24 la energía nuclear, en los campos de la industria, la medicina y la investigación, y establecía la necesidad de desarrollar normas básicas para la protección sanitaria de los trabajadores y de la población contra los riesgos derivados de las radiaciones ionizantes. (2) Estas normas básicas se fueron estableciendo mediante distintas Directivas EURATOM y revisando en función del avance de los conocimientos científicos en la disciplina de la protección radiológica. (3) Los Estados miembros tuvieron que ir incorporando estas normas básicas, a la planificación de la respuesta ante situaciones de emergencia nuclear (las derivadas de un accidente nuclear) o ante cualquier otro caso de emergencia radiológica. No obstante, estas normas iban dirigidas, más bien, a las prácticas (situaciones bajo control). (4) Las conclusiones obtenidas tras los accidentes de Chernóbil y Georgia llevaron a reconsiderar, por parte de la comunidad científica internacional, muchos de los principios y criterios de protección radiológica aplicables a la planificación de la respuesta a emergencias nucleares o radiológicas y a establecer un nuevo planteamiento conceptual de distinguir entre el sistema de protección radiológica aplicado a las prácticas y el aplicado a situaciones de intervención, entre las que se encuentran, claro está, los casos de accidentes que involucren sustancias radiactivas. (5) Así pues, la Unión Europea (UE) en la Directiva 96/29/EURATOM DEL CONSEJO, vigente en la actualidad, por la que se establecen las nuevas normas básicas relativas a la protección sanitaria de los trabajadores y de la población contra los riesgos que resultan de las radiaciones ionizantes, recoge estas nuevas recomendaciones y revisa los principios de protección radiológica aplicables a las prácticas y regula, por primera vez, los principios fundamentales del sistema de protección radiológica, para las intervenciones (situaciones fuera de control). (6) El proceso de transposición de esta directiva comunitaria en el Estado Español se llevó a cabo mediante una revisión de las normas existentes entre las cuales estaban las referentes a la planificación de protección civil para emergencias nucleares derivadas de situaciones de accidente grave en las centrales nucleares españolas. (7) A raíz, de la aprobación de la Directiva 96/29/EURATOM toda esta planificación volvió a sufrir una profunda modificación quedando derogado el Plan Básico de Emergencia Nuclear del año 1989 y sustituido por el actual Plan Básico de Emergencia Nuclear que fue aprobado por el Real Decreto 1546/ 2004, de 25 de junio, del cual deriva la planificación de protección civil MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 24 de 29

25 para la respuesta y preparación ante posibles emergencias nucleares que pudieran producirse con motivo de un accidente en alguna de las centrales nucleares en funcionamiento de nuestro país. c. Las centrales nucleares en España (1) En España, existen ocho reactores nucleares en funcionamiento, distribuidos en cinco provincias, ubicados en seis municipios y construidos en seis emplazamientos nucleares, propiedad del explotador. Estos reactores son: Almaraz I y II, en Almaráz (Cáceres), Santa María de Garoña, en el Valle de Tobalina (Burgos), Trillo, en Trillo (Guadalajara), Vandellós II, en Vandellós-L Hospitalet de l Infant y Ascó I y II en Ascó (Tarragona) y Cofrentes, en Cofrentes (Valencia). Además, hay dos reactores en fase de desmantelamiento y clausura, Vandellós I, en Vandellós (Tarragona) y José Cabrera, en Almonacid de Zorita (Guadalajara). d. Escala Internacional de Sucesos Nucleares (INES) (1) La escala INES es un instrumento que se utiliza en todo el mundo para comunicar al público información sistemática acerca de la importancia de los sucesos desde el punto de vista de la seguridad. (2) Para una mejor comunicación a la población sobre la trascendencia que pueda tener un determinado suceso ocurrido en una instalación radiactiva se extendió en 2007 el uso oficial de la Escala Internacional de Sucesos Nucleares (INES) para sucesos radiológicos y del transporte. (3) En la Escala, los eventos se clasifican en siete niveles. Los niveles inferiores (1-3) se denominan incidentes, y los niveles MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 25 de 29

26 superiores (4-7) accidentes. Los eventos en los que no hay significado para la seguridad se clasifican como de nivel 0, por debajo de la escala, y se denominan desviaciones. Los eventos que no tienen relevancia para la seguridad se denominan fuera de escala. (4) Aunque la escala está diseñada para uso rápido tras un evento, habrá ocasiones en que se necesite una mayor escala temporal para comprender y valorar las consecuencias. En estas raras circunstancias se realizará una clasificación provisional, con confirmación posterior. También es posible que, como resultado de otra información posterior, se deba reclasificar el evento. 4. SISTEMAS DE VIGILANCIA Y ALERTA a. Su objetivo es el control y la vigilancia radiológica del medio ambiente de todo el territorio nacional. El CSN gestiona esta red, que está constituida por estaciones automáticas y de muestreo. Esta red de vigilancia permite conocer los niveles de la actividad del aire, de las aguas y del suelo; de alimentos básicos como la leche, y de una dieta completa o dieta tipo. b. Red de Estaciones Automáticas (REA): Esta red está integrada por 25 estaciones automáticas que disponen de instrumentación para medir en continuo variables radiológicas (tasa de dosis gamma, concentración de radón, radioyodos, emisores alfa y beta en aire) y variables meteorológicas (temperatura, humedad relativa, dirección y velocidad del viento, precipitación y presión MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 26 de 29

27 atmosférica). La recepción, gestión y análisis de los datos se hace desde la sala de emergencias (SALEM) del CSN. Desde aquí se tiene acceso también a los datos de las redes de las comunidades autónomas de Valencia, Cataluña y el País Vasco. c. En la página Valores radiológicos ambientales aparecen los valores de tasa de dosis gamma media diaria de aquellas estaciones que miden este parámetro. d. La vigilancia radiológica a través de estaciones automáticas se completa con la recepción en el CSN de los datos de las 903 estaciones que integran la red de alerta de la radiactividad (RAR) de la Dirección General de Protección Civil. e. Red de Estaciones de Muestreo (REM): A diferencia de la REA, en la red de estaciones de muestreo la vigilancia se realiza mediante la toma de muestras y su posterior análisis radiológico, de manera similar a como se desarrolla en los Planes de vigilancia radiológica ambiental (PVRA) de las Centrales Nucleares, pero se diferencia de éstos en el hecho de que la vigilancia (muestreo y análisis) la realiza el CSN con la colaboración de un conjunto de laboratorios e instituciones españolas. f. La REM se compone de dos tipos de redes complementarias: la red densa compuesta por numerosos puntos distribuidos por todo el territorio, y la red espaciada en la que se realizan medidas de muy alta sensibilidad en muy pocos puntos. g. En ambas redes, tanto en la densa como en la espaciada, se realizan medidas pertenecientes a dos tipos de programas: (1) El programa de vigilancia de la atmósfera y el medio terrestre cuyo objetivo es realizar medidas de la radiactividad MF2/UD2: RIESGO RADIOLÓGICO Y NUCLEAR Cuerpo 27 de 29