Este artículo compara la liberación y desintegración de radiactividad del desastre de Chernóbil con varios otros eventos que implicaron una liberación de radiactividad descontrolada.
Las fuentes naturales de radiación son frecuentes en el medio ambiente y proceden de los rayos cósmicos, los alimentos (los plátanos tienen una fuente particularmente alta debido al potasio-40, pero todos los alimentos contienen carbono y, por tanto, carbono-14 ), el gas radón, el granito y otras rocas densas, entre otros. La dosis equivalente del plátano se utiliza a veces en la comunicación científica para visualizar los diferentes niveles de radiación ionizante. La dosis de fondo de radiación colectiva para las fuentes naturales en Europa es de unos 500.000 sieverts-hombre al año. La dosis total de Chernóbil se estima en 80.000 sieverts-hombre, o aproximadamente 1/6 de esa cantidad. [1] Sin embargo, algunas personas, especialmente en las zonas adyacentes al reactor, recibieron dosis enormemente superiores.
La radiación de Chernóbil era detectable en toda Europa occidental. Las dosis medias recibidas oscilaron entre 0,02 mrem ( Portugal ) y 38 mrem (partes de Alemania ). [1]
Muchas menos personas murieron como resultado inmediato del evento de Chernóbil que las muertes inmediatas por la radiación en Hiroshima . Se predice que Chernóbil eventualmente resultará en hasta 4.000 muertes totales por cáncer, en algún momento del futuro, según la OMS y creará alrededor de 41.000 cánceres adicionales según el International Journal of Cancer , y, dependiendo del tratamiento , no todos los cánceres resultan en muerte. [2] [3] Debido a las diferencias en la vida media , los diferentes productos de fisión radiactiva experimentan desintegración exponencial a diferentes velocidades. Por lo tanto, la firma isotópica de un evento en el que está involucrado más de un radioisótopo cambiará con el tiempo.
"En comparación con otros eventos nucleares: la explosión de Chernóbil liberó a la atmósfera de la Tierra 400 veces más material radiactivo que la bomba atómica lanzada sobre Hiroshima; se estima que las pruebas de armas atómicas realizadas en conjunto en los decenios de 1950 y 1960 liberaron a la atmósfera entre 100 y 1.000 veces más material radiactivo que el accidente de Chernóbil". [4]
La radiactividad liberada en Chernóbil tendió a ser más duradera que la liberada por la detonación de una bomba, por lo que no es posible establecer una comparación sencilla entre ambos sucesos. Además, una dosis de radiación distribuida a lo largo de muchos años (como es el caso de Chernóbil) es mucho menos dañina que la misma dosis recibida durante un período corto.
El tamaño relativo de la liberación de Chernóbil en comparación con la liberación debida a una hipotética explosión en tierra de una bomba similar al dispositivo Fat Man lanzado sobre Nagasaki.
Una comparación de las tasas de dosis gamma debidas al accidente de Chernóbil y al arma nuclear hipotética.
El gráfico de la tasa de dosis en función del tiempo para la precipitación radiactiva de la bomba se creó utilizando un método similar al de T. Imanaka, S. Fukutani, M. Yamamoto, A. Sakaguchi y M. Hoshi, J. Radiation Research , 2006, 47 , Suppl A121-A127. El gráfico exhibe la misma forma que la obtenida en el artículo. El gráfico de precipitación radiactiva de la bomba es para una explosión en tierra de una bomba de plutonio basada en implosión que tiene un manipulador de uranio empobrecido . Se asumió que la fisión había sido causada por neutrones de 1 MeV y el 20% ocurrió en el manipulador de 238 U de la bomba. Se asumió, por el bien de la simplicidad, que no se produjo ninguna separación de la columna de isótopos entre la detonación y el depósito de radiactividad . Los siguientes isótopos emisores de rayos gamma son los siguientes: 131 I, 133 I, 132 Te, 133 I, 135 I, 140 Ba, 95 Zr, 97 Zr, 99 Mo, 99m Tc, 103 Ru, 105 Ru , 106 Ru , 142 La, 143 Ce, 137 Cs, 91 Y, 91 Sr, 92 Sr, 128 Sb y 129 Sb. El gráfico ignora los efectos de la emisión beta y el blindaje. Los datos de los isótopos se obtuvieron de la tabla coreana de isótopos. Los gráficos del accidente de Chernóbil se calcularon mediante un método análogo. Obsérvese que en caso de una detonación nuclear a baja altitud o en el suelo, se produce el fraccionamiento de los radionucleidos volátiles y no volátiles. También durante el accidente de Chernóbil, la relación entre los diferentes elementos liberados por el accidente cambió en función del tiempo. [5]
La explosión de un arma nuclear en tierra crea una cantidad considerablemente mayor de residuos radiactivos locales que las explosiones aéreas utilizadas en Hiroshima o Nagasaki. Esto se debe en parte a la activación neutrónica del suelo y a que la bola de fuego nuclear absorbe mayores cantidades de suelo en una explosión en tierra que en una explosión aérea de gran altura. En el ejemplo anterior, se omite la activación neutrónica y solo se muestra la fracción de productos de fisión de la actividad total resultante de la explosión en tierra.
La liberación de radiactividad que se produjo en Tomsk-7 (un complejo nuclear industrial ubicado en Seversk, en lugar de en la ciudad de Tomsk) en 1993 es otra comparación con la liberación de Chernóbil. Durante las actividades de reprocesamiento , parte de la alimentación para el segundo ciclo (parte activa media) del proceso PUREX se escapó en un accidente con petróleo rojo . Según el OIEA, se estimó que los siguientes isótopos se liberaron del recipiente de reacción: [6]
Los isótopos de vida muy corta, como el 140 Ba y el 131 I, no estaban presentes en esta mezcla, y el 137 Cs, de vida larga, se encontraba en una pequeña concentración. Esto se debe a que no puede entrar en la fase orgánica de fosfato de tributilo / hidrocarburo utilizada en el primer ciclo de extracción líquido-líquido del proceso PUREX. El segundo ciclo normalmente se utiliza para limpiar el producto de uranio y plutonio . En el proceso PUREX, el fosfato de tributilo extrae algo de circonio , tecnecio y otros elementos. Debido a la degradación inducida por la radiación del fosfato de tributilo, la fase orgánica del primer ciclo siempre está contaminada con rutenio (que luego se extrae con fosfato de hidrógeno de dibutilo). Debido a que los radioisótopos de vida muy corta y los isótopos de cesio de vida relativamente larga están ausentes o en bajas concentraciones, la forma del gráfico de tasa de dosis en función del tiempo es diferente a la de Chernóbil, tanto para tiempos cortos como largos después del accidente.
La magnitud de la liberación radiactiva en Tomsk-7 fue mucho menor y, si bien causó una contaminación ambiental moderada, no provocó muertes prematuras .
Si bien ambos eventos liberaron 137 Cs, la firma isotópica del accidente de Goiânia fue mucho más simple. [7] Se trataba de un único isótopo que tiene una vida media de unos 30 años. Para mostrar cómo el gráfico de actividad en función del tiempo para un único isótopo difiere de la tasa de dosis debida a Chernóbil (al aire libre), se muestra el gráfico adyacente con datos calculados para una liberación hipotética de 106 Ru.
Three Mile Island-2 fue un accidente de un tipo completamente distinto al de Chernóbil. Sin embargo, ambos accidentes tienen vagas similitudes.
Chernóbil fue un error de diseño causado por una excursión de potencia que ocasionó una explosión de vapor que derivó en un incendio de grafito sin control que elevó humo radiactivo a la atmósfera; TMI fue una fuga lenta y no detectada (causada por el mal funcionamiento técnico de una válvula de alivio operada por el piloto ) que redujo el nivel de agua alrededor del combustible nuclear, lo que provocó que más de un tercio del mismo se rompiera cuando se rellenó rápidamente con refrigerante.
Al igual que en Chernóbil, el error del operador influyó en el accidente, pero no lo causó directamente. En ambos casos, las tareas de limpieza fueron arduas y costosas. Los reactores de Chernóbil y TMI que no se vieron afectados se reiniciaron y continuaron funcionando hasta 2000 y 2019, respectivamente.
A diferencia de Chernóbil, el reactor de TMI-2 no falló y contuvo casi todo el material radiactivo. La contención en TMI no se vio afectada. El día del accidente, se produjo una pequeña "quemadura de hidrógeno" dentro del edificio del reactor, pero no fue suficiente para afectar el funcionamiento normal del reactor.
Se calcula que, tras el accidente, se liberaron a la atmósfera unos 44.000 curies de gases radiactivos (en particular, criptón-85 ) a través de filtros especialmente diseñados bajo el control de un operador. Un informe del gobierno concluyó que el accidente no provocó ningún aumento de las tasas de cáncer entre los residentes locales. [8]
Durante el tiempo transcurrido entre el inicio del proyecto Manhattan y la actualidad, se han producido una serie de accidentes en los que la criticidad nuclear ha desempeñado un papel central. Los accidentes de criticidad pueden dividirse en dos clases. Para más detalles, véase accidentes nucleares y de radiación. En 2000, el Laboratorio Nacional de Los Álamos publicó una revisión del tema, "A Review of Criticality Accidents" (Informe LA-13638), mayo de 2000. La cobertura incluye Estados Unidos, Rusia, Reino Unido y Japón. También está disponible en esta página, que también intenta localizar los documentos a los que se hace referencia en el informe.
En la primera clase (accidentes de proceso), durante el procesamiento de material fisible , se han producido accidentes cuando se ha creado una masa crítica por accidente. Por ejemplo, en Charlestown, Rhode Island , Estados Unidos, el 24 de julio de 1964, se produjo una muerte. En la planta de reprocesamiento de combustible nuclear de Tokaimura, Japón, el 30 de septiembre de 1999, [9] se produjeron dos muertes y una sobreexposición no mortal como resultado de accidentes en los que se colocó demasiada materia fisible en un recipiente. Se liberó radiactividad como resultado del accidente de Tokaimura . El edificio en el que se produjo el accidente no estaba diseñado como un edificio de contención, pero pudo retardar la propagación de la radiactividad. Debido a que el aumento de temperatura en el recipiente de reacción nuclear fue pequeño, la mayoría de los productos de fisión permanecieron en el recipiente.
Estos accidentes suelen dar lugar a dosis muy elevadas debido a la irradiación directa de los trabajadores dentro de la obra, pero debido a la ley del cuadrado inverso, la dosis sufrida por los miembros del público en general tiende a ser muy pequeña. Además, normalmente se produce muy poca contaminación ambiental como resultado de estos accidentes.
En este tipo de accidente, un reactor u otro conjunto crítico libera mucha más energía de fisión de la esperada, o se vuelve crítico en el momento equivocado. La serie de ejemplos de tales eventos incluye uno en una instalación experimental en Buenos Aires , Argentina , el 23 de septiembre de 1983 (una muerte), [10] y durante el Proyecto Manhattan varias personas fueron irradiadas (dos, Harry Daghlian y Louis Slotin , fueron irradiados fatalmente) durante los experimentos de "cosquillas en la cola del dragón ". Estos accidentes tienden a producir dosis muy altas debido a la irradiación directa de los trabajadores dentro del sitio, pero debido a la ley del cuadrado inverso, la dosis sufrida por los miembros del público en general tiende a ser muy pequeña. Además, normalmente se produce muy poca contaminación ambiental como resultado de estos accidentes. Por ejemplo, en Sarov , la radiactividad permaneció confinada dentro de los objetos metálicos de actínidos que formaban parte del sistema experimental, según el informe del OIEA (2001). [11] Incluso el accidente del SL-1 (RIA, sobrecarga de energía en un reactor nuclear experimental en Idaho, 1961) no liberó mucha radiactividad fuera del edificio en el que ocurrió.