La central nuclear de Chapelcross es una antigua central nuclear de Magnox en proceso de desmantelamiento. Está situada en Annan , en Dumfries y Galloway , en el suroeste de Escocia, y estuvo en funcionamiento desde 1959 hasta 2004. Era la planta hermana de la central nuclear de Calder Hall en Cumbria , Inglaterra; ambas fueron puestas en servicio y operadas originalmente por la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido . El objetivo principal de ambas plantas era producir plutonio apto para armas para el programa de armas nucleares del Reino Unido , pero también generaban energía eléctrica para la red eléctrica nacional . Más adelante en el ciclo de vida de los reactores, cuando el Reino Unido ralentizó el desarrollo de la disuasión nuclear a medida que la guerra fría llegaba a su fin, la producción de energía se convirtió en el objetivo principal de la operación del reactor.
El sitio está siendo desmantelado por la subsidiaria de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear Magnox Ltd. Las cuatro torres de enfriamiento de la central fueron demolidas en 2007. Los reactores no tienen combustible gastado y actualmente se está desmantelando el equipo del circuito primario, como los intercambiadores de calor y los conductos de gas caliente. Una vez completado, los reactores entrarán en una etapa de cuidado y mantenimiento para permitir que los niveles de radiación disminuyan antes de que los reactores mismos sean demolidos.
Chapelcross ocupa un terreno de 92 hectáreas (230 acres) en el antiguo aeródromo de entrenamiento de la Segunda Guerra Mundial, RAF Annan , ubicado a 3 km (1,9 millas) al noreste de la ciudad de Annan , en el distrito de Annandale y Eskdale, dentro de la región de Dumfries y Galloway , en el suroeste de Escocia. La aldea más cercana es Creca.
Chapelcross era la planta hermana de Calder Hall en Cumbria , Inglaterra. La construcción estuvo a cargo de Mitchell Construction y se completó en 1959. [1] El propósito principal era producir plutonio para el programa de armas nucleares del Reino Unido , para armas que incluían la serie WE.177 . La electricidad siempre se consideró un subproducto. Tanto Chapelcross como Calderhall fueron las únicas centrales nucleares construidas como parte de la flota de reactores de gas del Reino Unido que utilizaban torres de refrigeración como disipador de calor en lugar de utilizar el mar.
El 2 de mayo de 1959, el Lord Teniente de Dumfriesshire , Sir John Crabbe, inauguró oficialmente las instalaciones de Chapelcross Works . Inicialmente, fueron propiedad del Grupo de Producción de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) y estaban bajo su gestión hasta la creación de British Nuclear Fuels Limited ( BNFL ) en 1971 mediante una ley del Parlamento. Posteriormente, el sitio funcionó en conjunto con Calder Hall bajo el nombre de Electricity Generation Business (EGB) de BNFL hasta que en abril de 2005 se produjo el cambio de marca, la renovación de la licencia y la reestructuración de los diversos negocios nucleares operados por el Gobierno de Su Majestad bajo la entidad jurídica paraguas de BNFL.
Chapelcross tenía cuatro reactores Magnox capaces de generar 60 MWe de energía cada uno. [2] Los reactores fueron suministrados por la UKAEA y las turbinas por CA Parsons & Company . [2]
La propiedad de todos los activos y pasivos del sitio fue transferida a la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear (NDA), un nuevo organismo regulador creado por la Ley de Energía de 2004. El sitio fue entonces operado bajo el modelo de dos niveles de Compañía de Gestión de Sitio/Compañía de Licencia de Sitio (SMC/SLC), con el negocio de Sitios de Reactor de British Nuclear Group como SMC y Magnox Electric Ltd como SLC. En junio de 2007, EnergySolutions compró la Compañía de Gestión de Sitios de Reactor Ltd (RSML, que consta de dos divisiones operativas, Magnox North y Magnox South) de British Nuclear Group. Posteriormente, RSML se convirtió en Magnox Ltd y ahora es una subsidiaria de propiedad absoluta de la NDA.
Varios acontecimientos importantes en 2001 persuadieron a BNFL a modernizar las rutas de combustible de Calder Hall y Chapelcross hasta alcanzar estándares casi modernos a un costo de decenas de millones de libras, para garantizar que la Inspección de Instalaciones Nucleares (NII) otorgaría un Instrumento de Licencia para permitir la descarga final de combustible: el trabajo de ingeniería fue realizado por BNS Nuclear Services (formalmente Alstec). [3]
La generación cesó en junio de 2004.
El 26 de septiembre de 2005, la Dirección de Salud y Seguridad (HSE) concedió a Magnox Electric Ltd el consentimiento para llevar a cabo proyectos de desmantelamiento en Chapelcross de conformidad con las normas. La primera señal visible del desmantelamiento fue la demolición controlada a las 09:00 BST del 20 de mayo de 2007 de las cuatro torres de refrigeración de hormigón de tiro natural , que tenían el mismo diseño hiperboloide que las centrales eléctricas interiores convencionales , como Didcot , Drax , Ferrybridge y Fiddlers Ferry . Las explosiones estaban diseñadas para eliminar una sección de las carcasas de las torres. Aproximadamente dos tercios de la circunferencia y dos tercios de las patas de la carcasa fueron eliminados por las explosiones, lo que provocó un colapso controlado de cada torre. Las cargas se dispararon secuencialmente, reduciendo las torres de 300 pies (91 m) de altura a unas 25.000 toneladas de escombros en menos de 10 segundos. Los de Calder Hall fueron demolidos el 29 de septiembre de 2007.
Algunos habitantes de la zona (incluidos los empleados de la planta) se opusieron a la destrucción de un símbolo del patrimonio industrial de la región. Las torres se consideraban un punto de referencia local que podía verse a una distancia de hasta 80 kilómetros si las condiciones meteorológicas eran favorables. British Nuclear Group y la NDA dieron prioridad a la demolición convencional frente a la desmantelación y la limpieza postoperativa (POCO) de las instalaciones nucleares de la planta. Una gran parte de la carcasa de la torre 1 logró resistir los explosivos a pesar de tener un bulto visible que resultó de una anomalía de la construcción. [4]
En diciembre de 2012, se habían desabastecido tres de los cuatro reactores. [5] La desabastecimien- to se completó en febrero de 2013. [6]
Se espera que la eliminación de la mayoría de los edificios dure hasta 2023-2024, seguida de una fase de cuidado y mantenimiento de 2024 a 2089. La demolición de los edificios del reactor y la limpieza final del sitio están previstas para 2089 a 2095. [7]
El diseño de la planta era esencialmente el mismo que el de Calder Hall, que comprendía cuatro reactores nucleares de 180 MWth moderados con grafito y refrigerados con dióxido de carbono alimentados por uranio de abundancia natural (0,71% 235 U) encerrados en contenedores de aleación de magnesio , siendo la principal diferencia la disposición de la planta. Dado que Chapelcross se puso en servicio desde el principio como un sitio de cuatro reactores (no se ejerció la opción de otros cuatro reactores) en lugar de sitios separados de dos reactores como en las centrales Calder "A" y "B", el diseño del sitio era más compacto. Hay una única sala de turbinas que alberga las ocho turbinas, que originalmente estaban clasificadas en 23 MWe pero que progresivamente se aumentaron a 30 MWe a medida que la salida térmica del reactor se incrementó a 265 MWth nominales.
El reactor 1 tenía el mismo diseño de núcleo que el Calder Hall (es decir, sin manguitos), pero los canales de combustible de los reactores 2, 3 y 4 estaban equipados con manguitos de grafito para permitir que el moderador en masa funcionara a 80 °C (144 °F) más caliente, para limitar los efectos del daño del grafito en servicio debido a la irradiación . Dos de los reactores se utilizaron para producir tritio para las armas nucleares del Reino Unido y requerían combustible de uranio enriquecido para compensar el efecto de absorción de neutrones del material de litio del objetivo.
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La parte sur del sitio consta de un edificio de administración modular, cuatro edificios de reactores, sala de turbinas, talleres de mantenimiento, almacenes, edificio de estanque de enfriamiento de elementos de combustible, planta de procesamiento de tritio (CXPP) y nueva instalación de manipulación de frascos (FHB). La parte del sitio conocida como sitio norte consta de edificios heredados que incluyen hangares para aeronaves , un laboratorio de manipulación de grafito y un gran edificio que originalmente albergaba unos 10.000 bidones de trióxido de uranio empobrecido amarillo resultante del reprocesamiento en Sellafield . A mediados de la década de 2010, la NDA retiró y envió todos los bidones de uranio empobrecido de Chapelcross a Sellafield.
Los efluentes líquidos se eliminan a través de una tubería de 5 km (3,1 millas) de longitud hasta el estuario de Solway . Todos los vertidos ambientales están sujetos a una autorización de vertido anual regulada por la Agencia Escocesa de Protección Ambiental (SEPA).
Chapelcross produjo tritio para los sistemas de armas nucleares estratégicas Polaris y Trident desde aproximadamente 1980 hasta 2005. Esto se logró mediante el bombardeo de neutrones de material de litio como objetivo, y el gas de tritio se extrajo en la Planta de Procesamiento de Chapelcross (CXPP). Esta instalación era administrada por BNFL en nombre del Ministerio de Defensa (MoD). El material se transfirió al Establecimiento de Armas Atómicas en Aldermaston a través de convoyes de carretera seguros. Debido a su participación en el programa de armas nucleares, el sitio no estuvo sujeto a salvaguardias internacionales hasta 1998.
El combustible de un solo canal del reactor 2, que estaba cargado con elementos combustibles en evaluación para el programa de reactores comerciales, sufrió un bloqueo parcial, atribuido a la presencia de restos de grafito (véase fallo del elemento combustible ). El combustible se sobrecalentó y el revestimiento Magnox falló, lo que provocó que se depositara contaminación en una región del núcleo. El reactor se reinició en 1969 después de operaciones de limpieza exitosas y fue el último reactor en dejar de funcionar en febrero de 2004.
En 1978, BNFL recibió una multa de 200 libras por un accidente fatal en Chapelcross. [8]
Durante una prueba ultrasónica de rutina se descubrieron grietas asociadas con los soportes del intercambiador de calor 6 del reactor 2. El examen metalúrgico de muestras del defecto mostró que:
Durante las operaciones de recarga de combustible en el reactor 2, un elemento combustible irradiado no se soltó de la pinza que sujeta un elemento mientras se lo retira del reactor. Se utilizaron métodos rutinarios para soltar la pinza. Sin embargo, el elemento combustible irradiado se enganchó durante la operación y se levantó de su protección, lo que provocó que los operadores que estaban en el entibado quedaran expuestos a la intensa radiación emitida por el elemento combustible irradiado. El personal respondió rápidamente y la dosis radiológica que recibieron fue pequeña.
El incidente reveló deficiencias en la seguridad de la operación de reabastecimiento y el titular de la licencia tomó la medida inmediata de detener todo reabastecimiento mientras investigaba el incidente y revisaba la seguridad del equipo. El NII investigó el incidente y determinó que se debió a un diseño y funcionamiento inadecuados del equipo.
El incidente fue clasificado como Nivel 1 (anomalía) en la Escala Internacional de Sucesos Nucleares (INES). [11]
Una pequeña cantidad de uranio empobrecido Magnox (MDU) se filtró de algunos tambores de acero dulce corroídos debido a la entrada de agua de lluvia y la lixiviación. El MDU es un polvo amarillo denso que es menos tóxico radiológicamente que el uranio natural, pero quimiotóxico de manera similar al plomo. Debido a su alta densidad y baja solubilidad, no tiende a dispersarse lejos y los derrames secos son fáciles de limpiar. Este material se almacenó en los sitios más grandes, incluido Capenhurst , en tambores de acero dulce. BNFL mejoró la estructura del edificio y los tambores originales se sobreembalaron en tambores de acero inoxidable y se enviaron a Capenhurst para su almacenamiento a largo plazo. [12]
Durante las actividades rutinarias de vaciado de combustible en el reactor 3, una cesta que contenía 24 elementos combustibles Magnox irradiados de baja potencia cayó unos pocos pies dentro de la máquina de descarga sobre la puerta en la parte superior del pozo de descarga de combustible. Las inspecciones con cámaras de televisión remotas revelaron que doce de los elementos habían caído poco más de 80 pies (24 m) por el pozo de descarga a un matraz de transporte lleno de agua en el fondo. El NII inició una investigación porque la caída de elementos combustibles irradiados es un problema grave incluso cuando, como en este caso, BNFL había informado al NII que no se había producido ninguna liberación de actividad radiológica. [13]
Debido a la contracción conocida de los ladrillos moderadores de grafito en el núcleo debido a los efectos de la irradiación en servicio , algunas de las bandejas de carga de acero sobre ellos se habían dislocado de su posición de diseño en el canal intersticial y estaban suspendidas de la tubería de detección de rotura de latas (BCD). Esto fue más frecuente en el reactor 1 debido al diseño del núcleo diferente al de los reactores 2, 3 y 4. BNFL no pudo presentar un caso de seguridad adecuado ni efectuar una reparación económica y, por lo tanto, el reactor 1 no volvió a funcionar después de su interrupción anual en agosto de 2001. El núcleo del reactor 4 fue reparado, pero este reactor no volvió a funcionar después de la reparación. [12]
En 2021 entró en funcionamiento una instalación de almacenamiento provisional para almacenar residuos radiactivos de nivel intermedio de Chapelcross. La construcción de la instalación, de 57 por 23 metros (187 por 75 pies), comenzó en 2014 y puede almacenar 700 paquetes de residuos durante 120 años. [14]
