GESTIÓN DE COMBUSTIBLE GASTADO de los reactores de investigación de América Latina (Proyecto regional RLA/4/018 auspiciado por el OIEA)

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1 El ININ hoy GESTIÓN DE COMBUSTIBLE GASTADO de los reactores de investigación de América Latina (Proyecto regional RLA/4/018 auspiciado por el OIEA) M. C. Ruperto Mazón Ramírez. Coordinador Nacional por México del Proyecto Regional RLA/4/018. País R eactor Pot. Nom. ( k W ) Comb. tipo RA ZPRTANK Estado 1. INTRODUCCIÓN. En América Latina ha habido reactores nucleares de investigación en operación desde fines de los años 50 s por lo que se ha acumulado una cantidad significativa de combustible gastado proveniente de estos reactores. La Tabla 1 muestra los reactores que se han construido en la región, incluyendo los que han cesado de operar. En el caso de Uruguay y Venezuela, el combustible gastado fue enviado a Estados Unidos y los reactores serán desmantelados. Como se muestra en la Tabla 1 los países que cuentan con reactores de investigación y por tanto tienen necesidad de soluciones para su combustible gastado son Argentina, Brasil, Chile, México y Perú. Los tres primeros países ya han regresado parte de su inventario de combustible gastado al país de origen. La preocupación principal se debe al hecho de que dentro del programa de envío de los combustibles gastados a los Estados Unidos, el plazo para descargar combustible del núcleo del reactor termina en mayo de 2006, para ser enviado después de un RA TANK RA ZPR RA-3 5,000. RA ZPRHomog. RA POOL RA ZPR IEA-R1 5,000. IPEN-MB 0.10 ZPRTANK IPR-R (20-0) TRIGAMark 1 CHI RECH-1 5,000. CHI RECH-2 2,000. COL IAN-R POOLFE triga CHI-Mod9-000 CHI-mod SUBCR 0.00 SUBCR SUR ZPRHomog. TRIGAMa- rk III 1,000.0 TRIGAMark III PER RP ZPRTank PER R P-10 10,000. POOL URU RU POOL VEN RV-1 3,000. DESMANTELADO Tabla 1. Reactores de Investigación en América Latina 4 Contacto

2 Reactor RA-0 RA-1 # de Combustibles en el núcleo R eactor Comb. Composición Tipo RA-0 Pin C-UO2 Tabla2. Características de los Combustibles Número de comb por año 183 pin Life Time Core macenamiento En el Rx Fuera del Rx Enriquecimiento 235U LEU* 19.7%12.2 g Quemado (%) promedio 17Dry - ~ 0N. A 223 pin ~ 0 5Dry 232Wet ~10 RA-2 Shut down 0 NA- 19 dry51 ~0 plates dry RA-3 25 FE LEU ~ 20 10wet 48Wet ~44 RA-6 RA-8 31 FE HEU ~ 5 11wet 0 ~21 None I EA-R1 24 LEU,Silicide-4; ~18, expected for Oxyde h /week, 5MW IPEN-M- B-01 IPR-R1 IEN-R1 RECH 1 RECH 2 TRIGAMexico RP-10 N/ A 2020drypi- ns 0 ~ 0 21wet 0 ~ pins NA 0 0 ~ 0 59 rods NA 0 0 NA 8 LEU NA 0 0 NA 30 HEU4 LEU ~ 4 9 heu1 leuwet 29 HEU, Shut down 0 NA ~ 0 26 flip59 std LEU ~ NA Tabla 3. Inventario de combustible gastado en la región Vaina. periodo de 3 años de enfriamiento, en mayo de Después de este lapso corresponderá a cada país dar solución al problema de combustible gastado. Se piensa que los países con programas de reactores nucleares de potencia pudieran ligar la solución del combustible de sus reactores de investigación, a sus similares de potencia. La primera actividad previa al inicio de las actividades del proyecto fue la elaboración de una base de datos de todos los combustibles presentes en la región. El citado proyecto regional tiene como objetivos principales: Proporcionar las condiciones básicas para definir una estrategia regional que afronte la gestión del combustible gastado proveniente de los reactores de investigación, RA-1 RA-2 RA-3 RA-4 RA-6 RA-8 IEA-R1 IPR-R1 Argonauta IPEN-MB-01 RECH 1 RECH-2 Pin C-UO2 U- U3O8- LEU- 19.7%12.2 g HEU** 90%148.2 g LEU 19.7%290.7 g Disk U -CH2 LEU 19.7% U - HEU 90% PinPWR UO2 LEU: 1.8&3. 6 %5.8&11.6 g Trigarod s PinPWR U3O8-U3Si2- LEU 19.9% g278 g U3Si2 U ZrH LEU 20% U3O8- LEU UO2Pellets LEU g U-U3Si2- HEU- 45LEU U- HEU-90 Zircaloy-4 SS Proponer soluciones tomando en cuenta las realidades económicas y tecnológicas de los países participantes. Establecer, en particular, las condiciones básicas para la gestión de combustibles gastado de los reactores de investigación durante la operación, almacenamiento temporal y disposición final y, establecer formas de cooperación regional para la caracterización del combustible gastado, la seguridad, reglamentación y comunicación al público. TRIGAMark III- Mexico RP-10 FLIPSTD-Rods UzrH1.65UzrH1.7 HEU-70133gLEU g U3O8- LEU 19.75SFE 280 gcfe 210 g SS-304 Mg 1 * LEU: Low Enrichment Uranium. Combustible de bajo enriquecimiento de U 235. ** HEU: High Enrichment Uranium. Combustible de alto enriquecimiento de U 235. En la Tabla 2, se muestran las principales características de los combustibles utilizados en la región. La Tabla 3 muestra el inventario de combustible gastado de los reactores de la región. Contacto 5

3 2. SITUACIÓN EN MÉXICO En México, se genera combustible gastado en el reactor TRIGA del Centro de México y, en mucha mayor cantidad en los reactores de potencia de la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde. No existe una solución definitiva para el combustible gastado. En la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde se hizo una redistribución de los bastidores de la alberca de combustible gastado para poder almacenar el que se va generando durante la vida útil de los dos reactores, en espera de una decisión de disposición final. En cuanto al combustible del reactor de investigación del ININ se consideran algunas alternativas tales como: a) Mantener el combustible gastado en la piscina del reactor - como actualmente se viene haciendo - y contemplar una solución conjunta con el combustible gastado generado en Laguna Verde. b) Enviar el combustible gastado al país de origen (donde fue enriquecido el uranio). Según este programa se contemplaría la utilización del combustible hasta mayo de 2006 y el envió final del combustible para mayo de La desventaja es que habría que reemplazar el combustible para continuar la operación del reactor y el costo de esto es muy elevado c) Analizar la posibilidad de poder realizar la disposición final del combustible del reactor TRIGA con la evaluación de las opciones disponibles. Ante esta problemática, México y los países de la región que cuentan con reactores de investigación solicitaron el apoyo del OIEA para integrar un proyecto regional que permitiera visualizar una solución para el combustible gastado de sus citados reactores. 3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. El proyecto no forma parte del programa regional ARCAL, sino que es coordinado y llevado a cabo por los países participantes y tiene un coordinador regional y uno nacional por cada país participante. Se divide en 4 sub-proyectos o macro actividades: (1) Caracterización del combustible gastado (2) Seguridad y Normatividad (3) Opciones de macenaje y Disposición Final (4) Información al Público y Comunicación. macén de combustible gastado en el Centro Ezeiza. Argentina 3.1 Caracterización del combustible gastado. Esta actividad tiene por objeto elaborar una base de datos completa del combustible gastado de la región que pueda ser utilizada para hacer proyecciones, y como un recurso para la toma de decisiones. Sin embargo, el principal objetivo es asegurar que el almacenaje en húmedo que actualmente se utiliza se realice en condiciones óptimas y que cada país cuente con las herramientas y conocimientos para caracterizar el combustible gastado mediante inspección visual, Fuel Sipping * y determinaciones efectivas de quemado. Se han realizado 2 Talleres Regionales sobre este tópico (Santiago y Sao Paulo) donde hubo intercambio *Fuel Sipping: Es el proceso para identificar la fuga de los combustibles, detectando los productos de fisión gaseosos o sólidos que escapan por posibles fisuras. 6 Contacto

4 de experiencias y se evaluaron los avances en tópicos tales como: corrosión, inspección visual, sipping, y determinación de quemado (destructivo y no destructivo). gunos de los resultados fueron: a) Base de datos, con el compromiso de mantenerla actualizada. b) Monitoreo de corrosión y programa de vigilancia. Se estableció el programa. c) Inspección visual y sipping. Los países participantes deben ser capaces de realizar estas pruebas. Se editó un catálogo de imágenes con la clasificación de niveles de corrosión y fue adoptado por el grupo. d) Determinación del quemado y mediciones experimentales. Involucró mediciones destructivas en un combustible irradiado en el reactor RA-3 de Argentina. Los cálculos de quemado fueron realizados utilizando el sistema SCALE-4 proporcionado por el OIEA a los países participantes. 3.2 Seguridad y Normatividad El objetivo principal de este subproyecto es armonizar la normatividad sobre la gestión del combustible gastado proveniente de reactores de investigación, entre los organismos idóneos de los países participantes. Como resultado de esta actividad se elaboraron los siguientes documentos basados en los IAEA ST-1, SS-111, 117, y 118: Guía de seguridad en el transporte del combustible gastado de reactores de investigación. Guía de seguridad para el almacenamiento operacional del combustible gastado de reactores de investigación. Reporte de evaluación de la seguridad del almacenamiento de combustible gastado de reactores de investigación. Requisitos para el almacenamiento interino del combustible gastado de reactores de investigación. Requisitos para Disposición Final de Combustible Gastado de Reactores de Investigación. También se elaboró un glosario de términos relativos, en español, portugués e inglés. Después de ser aprobados por los participantes (miembros de los organismos idóneos de cada país) los documentos serían enviados a los organismos similares de cada país para su consideración oficial. Por diversas causas este objetivo no se ha logrado. macén de combustible gastado. Brasil Contacto 7

5 Si bien un repositorio regional es técnicamente factible, el marco legal de los países de la región no permite recibir desechos radiactivos de otros países por lo que esta opción, actualmente no es viable. Bastidores para almacenamiento del combustible. Perú 3.3 Análisis de opciones para el almacenamiento de combustible gastado. Independientemente de la opción adoptada hay un consenso sobre la necesidad, a mediano plazo, de transportar combustible gastado, por lo que como un tópico extra se incluyó el desarrollo de un contenedor Tipo- B el cual podría ser usado por los países de la región luego de ser licenciado por sus organismos reguladores. El concepto está en desarrollo y se espera que para 2004 se cuente con el diseño conceptual, las pruebas a los prototipos y el análisis preliminar de seguridad. El objetivo de esta actividad es identificar, recopilar y evaluar la información de las opciones de disposición final de combustible gastado que han sido o están siendo implementadas o estudiadas, alrededor del mundo Se han realizado 2 talleres para discutir las opciones conocidas sobre almacenaje temporal, repositorios, reprocesamiento, acondicionamiento etc. El reporte final está en etapa de revisión. Presentará posibles alternativas de almacenamiento temporal para los países participantes. A pesar de las diferencias entre los países de la región, ha habido consenso sobre el almacenamiento en seco, como una alternativa intermedia. También y dado que se está desarrollando en la región el proceso Halox de acondicionamiento para elementos combustibles gastados tipo placa, se ha tomado esta opción como una alternativa viable. El almacenamiento final dependerá de las políticas internacionales y regionales y principalmente de las nacionales. 3.3 Análisis de opciones para el almacenamiento de combustible gastado. El objetivo de esta actividad es desarrollar e implementar estrategias de información y comunicación continuas y efectivas, para informar al público, sobre las actividades en el ámbito nuclear que se desarrollan en los países de la región con énfasis particular en los beneficios de la utilización de reactores de investigación y consecuentemente en la necesidad de resolver el problema de la disposición final del combustible gastado, de manera segura y económica. Reactor La Reina. Chile 8 Contacto

6 Inicialmente se procedió a la evaluación del estado de la comunicación con el público, de los países participantes. Con el resultado se elaboró un folleto que describe las actividades de los reactores de investigación de la región, los beneficios que producen, la necesidad de una administración segura y la eventual disposición final del combustible gastado. Se espera contar en el futuro con un disco compacto didáctico e interactivo. 4. CONCLUSIONES El proyecto RLA/4/018 Gestión de Combustibles Gastados de los Reactores de Investigación en América Latina, se está desarrollando de manera aceptable. Inició en el bienio , se extendió al y se espera que sus objetivos sean cumplidos en su totalidad. Entre los resultados obtenidos se pueden citar: La capacidad instalada en los países participantes para caracterizar los combustibles gastados, por inspección visual, sipping (procedimiento para verificar si no está dañado) y medidas de quemado no destructivas. tendientes a la armonización de reglamentos en la región. Capacidad informática para realizar análisis de seguridad, diseño de blindajes para contenedores de transporte y bóvedas de almacenamiento mediante el sistema SCALE. Se discutieron las opciones de almacenamiento y aunque todavía no se define una estrategia común, el almacenamiento en seco es visto como una opción viable a mediano plazo. Se identificó la necesidad de un contenedor regional multipropósito (transporte y almacenamiento). Por primera vez, se está realizando un esfuerzo a nivel regional por tratar con el público temas controversiales como almacenamiento y transporte de combustible gastado. Es la primera vez que un proyecto técnico del OIEA incluye el tópico de información y comunicación al público. La instalación de un programa de vigilancia de corrosión con varios años de adquisición de datos, para evaluar los resultados. La base de datos de los combustibles gastados de la región y sus proyecciones a futuro. Elaboración de documentos reglamentarios relacionados con el almacenamiento operacional, interino y final del combustible gastado y del transporte, Reactor TRIGA Mark III del ININ, México Contacto 9