Física y Tecnología Energética Energía Nuclear de Fisión. Radioactividad y seguridad.

Documentos relacionados
La Energía Nuclear IES BELLAVISTA

Producción de energía en Centrales Nucleares. Carolina Ahnert Catedrática de Ingeniería Nuclear

Física y Tecnología Energética Energía Nuclear de Fisión. Reactores.

COMPONENTES Núcleo del reactor

HABLEMOS DE FUKUSHIMA CONFERENCIA

Centrales Nucleares. 17 de Marzo de Julio Blanco. Centrales Nucleares Participadas

Impactos Ambientales de las Centrales Nucleares

Primer ejercicio A. ADMINISTRACIÓN Y LEGISLACIÓN

Seguridad Nuclear en el reactor PWR-KWU

CENTRALES TÉRMICAS NUCLEARES. I.E.S. Leiras Pulpeiro

CENTRALES NUCLEARES CENTRALES NUCLEARES DE AGUA EN EBULLICIÓN (BWR). CENTRALES NUCLEARES DE AGUA A PRESIÓN (PWR)

Utilización del DOSIMETRO. Rafael de Andrés Pastor rafadeandresportafolio rafadeandres.wordpress.com

Introducción: un poco de historia

LA ENERGÍA. Es la capacidad que tienen todos los cuerpos para producir trabajo. La energía es esencial para la vida

PROGRAMA. Curso de PR para OPERAR instalaciones de Rayos X con fines de diagnóstico médico (IRD) ESPECIALIDAD: DENTAL HORAS TEÓRICAS HORAS PRÁCTICAS

Fabián González 1º BACH A. Controversia: Debe ser la Energía Nuclear un recurso para nuestro día a día?

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAHUA

Protección Radiológica en las Centrales Nucleares

La energía nuclear se desprende de los núcleos de los átomos cuando se produce lo que se llama una reacción nuclear.

ESPECIALIDAD: GENERAL

Ionización. Se denominan así porque el principal efecto que producen es la ionización (directa o indirecta) de la materia

CONSEJO DE SEGURIDAD NUCLEAR

Experiencias y perspectivas C.N. Almaraz

OBJETIVOS Y RESULTADOS 2014

La energía nuclear tras Fukushima Manuel Lozano Leyva

Valoración del CSN del funcionamiento de CN Almaraz I y II. Año 2013

8. La energía nuclear

Experiencia y Perspectivas Central Nuclear de Ascó

CONTAMINACIÓN POR RADIACIONES IONIZANTES

lunes 4 de febrero de 2013 Normas de Seguridad en el manejo de fuentes radiactivas Juan A. Garzón / USC- 2013

PROYECTO CAREM. Gerencia de Área CAREM Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)

Experiencias y perspectivas C.N. Almaraz

.. COMISION CHILENA DE ENERGIA NUCLEAR

RADIACIONES IONIZANTES (RI)

FUNDAMENTOS DE LA FÍSICA NUCLEAR

Sociedad Nuclear Española Experiencias y Perspectivas Central Nuclear Ascó

SNE Madrid a 23 de Febrero de 2017

CORREO ELECTRÓNICO Página 1 de 7 C / JUSTO DORADO CP MADRID TEL: FAX:

PROYECTO CAREM. Gerencia de Área CAREM Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)

20/04/ Proyecto CAREM. Osvaldo Calzetta Larrieu Gerente de Área CAREM X CONGRESO ARGENTINO DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA

Lic. Isaac Poma M. Carrera de Física UMSA. 2016

Sistemas de remoción de calor de reactores nucleares de potencia

Tema 15 RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES

1 VALORACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO TRILLO (2014)

PREGUNTAS Y RESPUESTAS DEL CONSEJO DE SEGURIDAD NUCLEAR (CSN)

Como se ha dicho, la situación geográfica de España y Japón son muy distintas y, en este caso, la diferencia juega a favor de España.

Diseño de reactores de investigación

TEMA 4: DETECCIÓN Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN.

Elementos de Física Nuclear y Dosimetría. Laboratorio I: Contador Geiger Müller

Física Nuclear y Reacciones Nucleares

Slide 1 / 34. Física Nuclear y Reacciones Nucleares

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA PROGRAMA: CIENCIAS AMBIENTALES AREA: TECNOLOGIA PONENTE: BR. VANESSA SALAS

Reactores nucleares avanzados de fisión y fusión

BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO

ANÁLISIS TERMOHIDRÁULICO DE DIVERSOS ACCIDENTES CON PÉRDIDA DE REFRIGERANTE EN UN REACTOR DE AGUA A PRESIÓN GENÉRICO

Un accidente podría producir niveles peligrosos de radiación que afectarían la salud y la seguridad de la gente que vive cerca de la planta nuclear.

CSN. Instrucción IS-27, sobre criterios generales de diseño de centrales nucleares

MODIFICACIÓN DE LOS PLANES DE EMERGENCIA INTERIOR DE LAS INSTALACIONES RADIACTIVAS: NOTIFICACIÓN DE SUCESOS

CENTRAL NUCLEAR DE ALMARAZ. Por José Mª. Bernaldo Director CN Almaraz

Radiaciones Ionizantes

1. COMO FUNCIONA UNA CENTRAL NUCLEOELECTRICA?

TITULACIÓN: INGENIERO TÉCNICO DE MINAS

El accidente en la central nuclear Fukushima. Consecuencias radiológicas

Formosa, 2 de julio de 2014

2. TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE REACTORES NUCLEARES A IMPLEMENTAR

LA PROBLEMÁTICA DEL DESMANTELAMIENTO DE LAS CENTRALES NUCLEARES

TÉCNICAS DE CONTROL DE LA RADIACTIVIDAD NATURAL PARA LA MEJORA DE LA SALUBRIDAD DE LAS VIVIENDAS

Informe de factores de riesgo ambientales. Radiaciones Ionizantes y Salud. Resumen ejecutivo

BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO

SOCIEDAD ARGENTINA DE RADIOPROTECCIÓN NA-SA NUCLEOELECTRICA ARGENTINA S.A. Protección Radiológica en la Central Nuclear Atucha. Ing.

Seminario de Reactores Avanzados ETSI Industriales, abril 2016 Miguel Sánchez López

CENTRAL NUCLEAR DE ALMARAZ

TEMA 3: MAGNITUDES Y UNIDADES RADIOLÓGICAS.

C U R S O: FÍSICA MENCIÓN MATERIAL: FM-35 FÍSICA MODERNA II. Radiactividad. Clases de radiación

24--Febrero Febrero

DETECCIÓN Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN II

SITUACIONES ANORMALES RADIODIAGNÓSTICO

VEINTE ANIVERSARIO DEL ACCIDENTE DE CHERNOBIL

PROYECTO CAREM25 Primera central nucleoeléctrica de diseño Nacional. Comisión Nacional de Energía Atómica

Protección Radiológica

Sociedad Nuclear Española Experiencias y Perspectivas Central Nuclear Ascó

Percepción Pública de la energía nuclear: Una oposición con fundamento. Francisco Castejón

Comité de Información CN Vandellós II. 30 de octubre de 2014

`çãìåáå~çç= NSW= péöìáãáéåíç= ÇÉ= ä~= ëáíì~åáµå= ÇÉ= ä~ë= ÅÉåíê~äÉë= åìåäé~êéë=çé=g~éµå==

Introducción Central Nuclear Laguna Verde

CAPITULO III. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE LA ENERGÍA. a) Es una energía que no causa problemas de contaminación por gases de

CENTRAL NUCLEAR DE TRILLO OBJETIVOS Y RESULTADOS 2009

PARA INSPECCION DE SUPERFICIE CORRIENTES DE FOUCAULT CAPACIDAD MEJORADA DE UNA SOLUCION TOTALMENTE INTEGRADA.

DETECCION DE INCENDIOS CARLOS MARCOS VERDUQUE ARQUITECTO TÉCNICO

CORREO ELECTRÓNICO Página 1 de 6 C / JUSTO DORADO CP MADRID TEL: FAX:

---- Debe indicarse claramente nombres y números de lista de los alumnos integrantes del grupo.

La situación actual en Fukushima

PRÁCTICA 3 APLICACIÓN PRÁCTICA DE LA GESTIÓN DE MATERIALES RESIDUALES CON CONTENIDO RADIACTIVO

TECNOLOGÍA NUCLEAR PARA PRODUCCIÓN ENERGÍA ELÉCTRICA

TALLER SIMULADOR : (NERG-ETSEIB-UPC) Operación de la central nuclear de agua a presión Principio de funcionamiento del reactor nuclear de fisión

Luis Barber Castaño, Javier Marín Biedma,

JORNADA SOBRE EVALUACION DE UNIDADES TECNICAS DE PROTECCION RADIOLOGICA RADIACIONES IONIZANTES

Transcripción:

Física y Tecnología Energética 13 - Energía Nuclear de Fisión. Radioactividad y seguridad.

Radioactividad

Radiación ionizante

Dosimetría de la Radiación No tenemos sentidos que detecten la radiactividad Muy fácil de detectar instrumentalmente Unidades de dosis recibida ( S.I. ) 1 Gray = absorción de 1J de radiación en 1Kg 1 Sievert = 1Gy EBR ( efecto biológico relativo) EBR =1 para X,, ; = 2.5 n lentos ; = 10 para y n rápidos depende también de la zona del cuerpo. La dosis absorbida disminuye con la distancia ~ 1/d 2

Radiactividad Natural Dosis anual recibida por un hombre normal ( en msv = 10-3 Sv ) Natural Rayos Cosmicos 0.2-0.4 nivel del mar se duplica cada 1500 m de altura 50 msv/h en avión Tierra Ra, Rn,U,Th Normal 0.25-1.6 Granítico 1.8-3.5 Monazita 5-20 Interna 14 C 0.016 40 K 0.19 Ra & hijos 0.38 1.5 0.3 0.6 Total promedio: 2.4 msv/a 0.2 0.01 0.05 0.4 0.02 Artificial Rayos X 0.1-10 msv/exp T.V r X pantalla Reloj Luminoso Ra Pruebas nucleares 1945-95 2.4 msv Externa: 131 I(8d), 137 Cs(30a) Interna: 90 Sr(50d), 137 Cs Centrales Nucleares Normal 0.01 Autorización 0.05 Total promedio: 0.3 msv/a Estamos recibiendo impactos de unas 15 000 partículas cada segundo!

Daños producidos por la radiactividad Radiación Atomos y Moléculas Ionización, disociación Alteraciones en Celulas Metabolismo, muerte Alteraciones en Organos Inflamación, anemia, cáncer, leucemia El efecto final depende de: dosis acumulada y ritmo de dosis Efectos de la radiación sobre el cuerpo entero Dosis 250 msv 1 Sv 4 Sv 10 Sv Efectos inmediatos Ningun efecto detectable Anemia, nauseas vomitos. Recuperación en 6 meses Hemorragias internas Muerte del 50% en 6 semanas Muerte segura en horas o días Consecuencias a largo plazo A bajas dosis => riesgo estadístico En una población de 100 000 habitantes que reciba una dosis individual de 100 msv, ( 50 veces la radiación natural anual ) aparecerán probablemente: 20 casos de leucemia entre los 2 y 20 años siguientes 100 casos de cancer entre los 10 y 40 años siguientes 5 casos de síndrome de Down por encima de las tasas normales Sin embargo, la esperanza de vida de trabajadores en nucleares y radiólogos es mayor que la de la sociedad en general

Límites legales de exposición a) Personas profesionalmente expuestas 50 msv en todo el cuerpo y 500 msv en manos, antebrazos, pies y tobillos 250 msv en toda la vida del trabajador 10 msv durante el periodo de embarazo. (1 msv a partir del 2002) b) Miembros del público 5 msv en todo el cuerpo. (1 msv a partir del 2002) En el exterior no se pueden superar los 0.05 msv para que una instalación nuclear reciba autorización. En general las dosis reales recibidas tanto por trabajadores de instalaciones radiactivas como por el público en general son muy inferiores a los límites legales. ( La dosis medida en el exterior de las centrales nucleares españolas es menor de 0.01 msv /año ) Dosis natural en España: 1-3 msv/año Dosis natural en el mundo: 0,5-100 msv/año ( no se detectan efectos a corto plazo por debajo de 250 msv )

Riesgos en un Reactor Nuclear Un reactor nuclear no es una bomba, pero no está exento de riesgos * Emisión de sustancias radiactivas al exterior Seguridad Radiológica * Perdida de control de la reactividad del reactor Sistemas de Control y Parada del reactor Seguridad intrínseca Sistemas de refrigeración de emergencia * Proliferación de armamento nuclear Control Internacional

Seguridad en un Reactor Nuclear Un Reactor debe ser seguro frente al mayor accidente posible Perdida de refrigeración en el núcleo se funde se pierde el control de la reactividad se emiten al exterior combustible y productos de fisión se rompe la cúpula ** Cualquier sistema de seguridad puede fallar por... Estar mal concebido, mal diseñado, mal construido, empleo de materiales no adecuados, elementos con poros y fisuras, desgaste de piezas, falta de mantenimiento, falta de preparación del personal,... Garantía de Calidad en todos los factores Redundancia y Separación en todos los sistemas

Productos Radiactivos Combustible y productos de Fisión ( alguno gaseoso ) Productos de activación 58 Fe + n 59 Fe ( 44.5 d) H+n D D +n T( 12.3 a) Para impedir la salida al exterior Cuatro barreras 1ª Pastillas UO 2 Retiene productos sólidos y 90% volátiles 2ª Vainas Zircalloy, resistente a los flujos de neutrones Herméticamente cerrada, retiene gases.. 3ª Vasija Acero 20 cm grosor, 4 x 13 m Soporta elevadas presiones Herméticamente cerrada, retiene gases. 4ª Recinto de contención Los líquidos, gases y aire viciado Depurados y filtrados Hormigón armado 1m grosor, con capa de acero, 40 x50 m Debe resistir terremotos y choque de aviones Herméticamente cerrada, retiene gases. Depósito de decaimiento Exterior

Control Radiológico Interior Red de detectores fijos y equipos portátiles en todas las áreas Pórticos detectores en todas las salidas Dosímetros personales para cada trabajador En total una central tiene unos 300 detectores de radiación Exterior Control permanente del aire en los circuitos de ventilación Análisis periódicos de hierba, leche de las vacas, aguas subterráneas y superficiales Vigilancia periódica de la radiactividad medioambiental con equipos fijos y móviles El control lo efectúan: Central Nuclear y Organismos Estatales Dosis típicas medidas en el exterior < 0.01 msv/año Dosis de Radiactividad admisible al exterior 0.05 msv/año

Seguridad y Control del reactor Minimizar la probabilidad de que ocurra un accidente Minimizar las consecuencias del mismo si llegara a ocurrir Diseño de la criticidad del reactor Para aumentar la potencia debe tener respuesta lenta Seguridad intrínseca. Si disminuye la Reactividad al aumentar la Temperatura se autoestabiliza Control de la operación Medida contínua y redundante de todos los parámetros temperaturas, flujos de neutrones, caudal de refrigerante... El sistema de control debe dar señales de alarma, e imposibilitar maniobras peligrosas del operador, independientemente de su voluntad

Seguridad y Control del reactor Parada del reactor Ante cualquier desviación de algún parámetro introducción inmediata y AUTOMATICA de las barras de control, llevando rápidamente el Reactor a estado subcrítico. Hay 4 canales de medida y se dispara cuando hay coincidencia de al menos dos de ellos ( evitar paradas espúreas ) Control de Calidad Exigente En la planificación, diseño, fabricación, construcción y operación de todos los elementos Revisiónes periódicas de todos los sistemas Hay que conseguir 0 defectos, y evidencias objetivas de que es así

Sistema de refrigeración de emergencia Rociado H 2 O + B Si falla el circuito primario de refrigeración, aunque se introduzcan las barras de control, el calor residual podría fundir el núcleo. Entonces entra en funcionamiento el sistema de emergencia Nucleo H 2 O + B - Varios depósitos de agua fría borada independientes - Bombas con grupos diesel independientes - En caso de que todo falle, el recinto debe soportar la presión Refrigerante

Accidentes Nucleares El riesgo de accidentes es muy bajo en las centrales modernas Probabilidad de accidente con fusión del núcleo 1 vez en 20 000 años Probabilidad de accidente con emisión de radiactividad al exterior 1 vez en 100 000 años Si hay 500 centrales 1 fusión del núcleo cada 40 años con emision de radiactividad cada 200 años Desde 1945 en todo el mundo dos accidentes en centrales civiles con emisión de radiactividad

Accidente de Three Mile Island (Harrisbourg. Penn. USA) Dos Reactores tipo PWR de 906 MW cada uno 28 de marzo de 1979. Obstrucción de una válvula del circuito de refrigeración del núcleo. La válvula no se abre pero en los paneles de control figura como que está abierta. Cambio de turno. Se tarda mucho en identificar el problema. Cadena de errores y sistemas de emergencia que no funcionan correctamente El nucleo comienza a fundirse. Se hecha el agua de refrigeración demasiado tarde. Se forma burbuja de Hidrógeno en la cúpula. Se dejan escapar gases radiactivos al exterior. La población de las cercanías recibió una dosis de 0.5 msv Se tardan dos días en controlar la situación. Conclusiones: Deficiente formación del personal Los indicadores deben encenderse no cuando se de la orden, sino cuando se cumpla

Accidente en Chernobil (Ucrania URSS) 4 Reactores tipo Grafito-Agua de 1000 MW cada uno. Sin edificio de contención. 26 de abril de 1986 Se realiza un experimento. Quieren estudiar si el calor residual que hay al parar el reactor es suficiente para hacer funcionar las bombas de refrigeración de emergencia Cuando todo está preparado se interrumpe por ordenes superiores. Después aunque las condiciones no eran buenas, deciden realizar el experimento. Se desconectan sistemas automáticos de seguridad. El reactor es inestable, con reactividad positiva. Un transitorio de potencia ( se multiplica por 3 en 2 s rompe la cavidad del reactor por exceso de presión. En contacto con el aire el grafito arde. Se pierde el control. El nucleo comienza a fundirse. Se emiten grandes cantidades de productos radiactivos radiactivos al exterior, durante todo el mes siguiente. El gobierno de la URSS no avisó a ningún pais vecino. El mundo se enteró de la existencia de la nube radiactiva por los detectores externos de las centrales nucleares Suecas

Accidente en Chernobil (Ucrania URSS) Murieron 30 trabajadores y 209 tuvieron que ser tratados de síndrome radioactivo agudo. 600 000 personas participaron en la construcción de una estructura de hormigón de protección ( sarcófago), recibiendo entre 100 y 500 msv La población cercana recibió dosis de 50-100 msv. Se evacuaron 116 000 personas que vivián en un radio de 30 km. Otras zonas de Ucrania, Rusia y Bielorusia recibieron dosis medias de10 msv y fue necesario evacuar 220 000 personas. La población en Europa Norte y Central recibió una dosis media de 2 msv. Nube radiactiva generada por Chernobil

Chernobil. 15 años después 1 800 casos de cancer de tiroides en niños. 10 muertos 4 000 muertos entre los 600 000 trabajadores del sarcófago. Sorprendentemente no se observa especial incidencia de cáncer ni de leucemia Efectos psicosomáticos y diversos daños en 70 000 ucranianos El reactor y sus residuos siguen en el sarcófago. Hay un miedo universal a la catástrofe de Chernobil. La mayor parte de los países han suprimido sus planes nucleares 20 diciembre 2000 Se cierra la planta de Chernobil Conclusiones: En Chernobil se violaron de todas las normas de seguridad El diseño del reactor tenía numerosos defectos Los accidentes nucleares son un problema internacional.

Incidente de Vandellós (Tarragona) Reactor del tipo grafito-gas de 480 MW. 19 de Octubre de 1989. Rotura de una paleta en el interior de la turbina de vapor que destroza el eje de turbinas y generadores eléctricos. Incendio en el edificio de turbinas. Parada inmediata del reactor. Se ponen en marcha todos los sistemas de refrigeración de emergencia. En ningún momento el núcleo del reactor recibe ningún daño. La dirección tarda mucho en comunicar el accidente al CSN y a las autoridades. La actuación de los bomberos y servicios de protección civil puso de manifiesto muchas deficiencias. El incendio agrietó los muros y el agua del mar penetró en los sótanos donde se encuentran las bombas de los circuitos de refrigeración. El reactor nuclear ya estaba apagado Conclusiones: Buena preparación técnica del personal de la central, Injustificables retrasos en dar la alerta, Preparación insuficiente de los poderes públicos y servicios de protección civil.

Seguridad Nuclear En las demás centrales nucleares civiles, muchos pequeños incidentes y alguno no tan pequeño, ( unas dos paradas imprevistas al año por central ) pero...sin emisión de radiactividad En las instalaciones militares han ocurrido numerosos accidentes de diversa gravedad Hay algún sistema de seguridad completamente a prueba de errores humanos?