El almacenamiento en barriles secos es un método de almacenamiento de desechos radiactivos de alto nivel , como el combustible nuclear gastado que ya ha sido enfriado en la piscina de combustible gastado durante al menos un año y, a menudo, hasta diez años. [1] [2] Los barriles suelen ser cilindros de acero que están soldados o atornillados . Las barras de combustible del interior están rodeadas de gas inerte . Idealmente, el cilindro de acero proporciona una contención estanca del combustible gastado. Cada cilindro está rodeado por acero, hormigón u otro material adicional para proporcionar protección contra la radiación a los trabajadores y al público.
Existen varios diseños de sistemas de contenedores de almacenamiento en seco. En algunos diseños, los cilindros de acero que contienen el combustible se colocan verticalmente en una bóveda de hormigón; otros diseños orientan los cilindros horizontalmente. [3] Las bóvedas de hormigón proporcionan protección contra la radiación. Otros diseños de barriles orientan el cilindro de acero verticalmente sobre una plataforma de concreto en un sitio de almacenamiento de barriles secos y utilizan cilindros exteriores tanto de metal como de concreto como protección contra la radiación. En 2021 no existe ninguna instalación de almacenamiento permanente a largo plazo en ningún lugar del mundo; El almacenamiento en contenedores secos está diseñado como una solución provisional más segura que el almacenamiento de combustible gastado en piscinas.
Algunos de los diseños de barricas se pueden utilizar tanto para almacenamiento como para transporte. Tres empresas, Holtec International , NAC International y Areva-Transnuclear NUHOMS, están comercializando instalaciones independientes de almacenamiento de combustible gastado (ISFSI, por sus siglas en inglés) basadas en un recipiente multiusos sin blindaje que se transporta y almacena en módulos de almacenamiento blindados verticales u horizontales construidos en acero. y concreto.
Durante la década de 2000, el almacenamiento en barriles secos se utilizó en Estados Unidos, Canadá, Alemania, Suiza, España, Bélgica, Reino Unido, Japón, Armenia, Argentina, Bulgaria, República Checa, Hungría, Corea del Sur, Rumania, Eslovaquia, Ucrania y Lituania. [4] [5] [6]
En Rusia también se está aplicando un sistema similar. Sin embargo, se basa en 'compartimentos de almacenamiento' en una única estructura, en lugar de en barriles individuales.
En 2017, Areva de Francia lanzó el paquete avanzado de almacenamiento de combustible nuclear usado NUHOMS Matrix, un sistema de alta densidad para almacenar múltiples barras de combustible gastado en botes. [7]
A finales de los años 1970 y principios de los 1980, la necesidad de almacenamiento alternativo en Estados Unidos comenzó a crecer cuando las piscinas de muchos reactores nucleares comenzaron a llenarse con combustible gastado almacenado. Como en ese momento no había una instalación nacional de almacenamiento nuclear en funcionamiento, las empresas de servicios públicos comenzaron a buscar opciones para almacenar el combustible gastado. Se determinó que el almacenamiento en contenedores secos era una opción práctica para el almacenamiento de combustible gastado y preferible a dejar grandes concentraciones de combustible gastado en tanques de refrigeración. La primera instalación de almacenamiento seco en los EE. UU. obtuvo la licencia de la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) en 1986 en la central nuclear de Surry en Virginia . Actualmente, el combustible gastado se almacena en sistemas de contenedores secos en un número cada vez mayor de plantas de energía y en una instalación provisional ubicada en el Laboratorio Nacional de Idaho, cerca de Idaho Falls, Idaho . La Comisión Reguladora Nuclear estima que muchas de las centrales nucleares de Estados Unidos se quedarán sin espacio en sus piscinas de combustible gastado para 2015, lo que muy probablemente requerirá el uso de algún tipo de almacenamiento temporal. [8] Se esperaba que Yucca Mountain abriera sus puertas en 2017. Sin embargo, el 5 de marzo de 2009, el Secretario de Energía, Steven Chu, reiteró en una audiencia en el Senado que el sitio de Yucca Mountain ya no se consideraba una opción para almacenar residuos de reactores. [9]
La directriz de la NRC de 2008 exige que los combustibles hayan pasado al menos cinco años en una piscina de almacenamiento antes de ser trasladados a barriles secos. La norma de la industria es de unos 10 años. [2] [10] La NRC describe los barriles secos utilizados en los EE.UU. como "diseñados para resistir inundaciones, tornados, proyectiles, temperaturas extremas y otros escenarios inusuales". [10]
A finales de 2009, 13.856 toneladas métricas de combustible gastado comercial – o alrededor del 22 por ciento – estaban almacenadas en barriles secos. [2]
En la década de 1990, la NRC tuvo que “tomar medidas repetidas para abordar las soldaduras defectuosas en barriles secos que provocaban grietas y problemas de control de calidad; se había filtrado helio en algunos barriles, aumentando las temperaturas y provocando una corrosión acelerada del combustible”. [11]
Con la reducción a cero del presupuesto para el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain en Nevada, se están cargando más desechos nucleares en contenedores metálicos sellados llenos de gas inerte. Muchos de estos barriles se almacenarán en regiones costeras o junto a lagos donde existe un ambiente de aire salado, y el Instituto de Tecnología de Massachusetts está estudiando cómo se comportan esos barriles secos en ambientes salinos. Algunos esperan que los barriles puedan usarse durante 100 años, pero las grietas relacionadas con la corrosión podrían ocurrir en 30 años o menos. [12]
Según el sitio web de la NRC en 2023, el combustible gastado almacenado en barriles secos de la central eléctrica de Diablo Canyon en California no muestra signos de corrosión después de más de una década de almacenamiento y parece ser capaz de durar 1800 años antes de sucumbir a la corrosión. [13] Los vídeos de la empresa, que cubren los procesos y la manipulación remota, desde la carga inicial de combustible hasta la retirada y el eventual almacenamiento en contenedores secos, se pueden ver en varios dominios de alojamiento de vídeos. [14] [15]
En Canadá se ha utilizado el almacenamiento seco sobre el suelo. Ontario Power Generation está en el proceso de construir una instalación de almacenamiento en seco [16] en su sitio de Darlington , que será similar en muchos aspectos a las instalaciones existentes en la Estación de Generación Nuclear Pickering y la Estación de Generación Nuclear Bruce . La central nuclear Point Lepreau de NB Power y la central nuclear Gentilly de Hydro-Québec también operan instalaciones de almacenamiento en seco. [17]
En Ahaus se encuentra un almacén centralizado de barricas secas . [18] En 2011, albergaba 311 barriles: 305 del reactor de alta temperatura de torio , 3 de la central nuclear de Neckarwestheim y 3 de la central nuclear de Gundremmingen . [18] El transporte desde Gundremmingen hasta el emplazamiento de Ahaus suscitó considerables protestas públicas y los operadores de las centrales eléctricas y el gobierno acordaron posteriormente ubicar dichos contenedores en las centrales eléctricas. [18]
CASTOR ( barril para almacenamiento y transporte de material radiactivo ) es una marca registrada de barriles secos que se utilizan para almacenar combustible nuclear gastado (un tipo de residuo nuclear ). Los CASTOR son fabricados por Gesellschaft für Nuklear-Service (GNS), un proveedor alemán de servicios nucleares.
CONSTOR es un contenedor utilizado para el transporte y almacenamiento a largo plazo de combustible gastado y residuos de alta actividad también fabricado por GNS. Sus capas interior y exterior son de acero, encerrando una capa de hormigón . En 2004 se realizó una prueba de caída desde 9 metros del modelo V/TC; los resultados se ajustaron a las expectativas. [19]
En 2008, funcionarios de la central nuclear de Kozloduy anunciaron su intención de utilizar 34 contenedores CONSTOR en la central nuclear de Kozloduy antes de finales de 2010. [20]
El combustible gastado de la ahora cerrada central nuclear de Ignalina se colocó en contenedores de almacenamiento CASTOR y CONSTOR durante la década de 2000. [6]
La instalación rusa de almacenamiento seco de combustible nuclear gastado, el HOT-2 en Mining Chemical Combine en Zheleznogorsk, Krai de Krasnoyarsk en Siberia, no es una instalación de "contenedor" per se, ya que está diseñada para albergar el combustible nuclear gastado (tanto VVER como RBMK ) en una serie de compartimentos. La estructura de la instalación está formada por muros monolíticos de hormigón armado y losas superiores e inferiores, estando los propios compartimentos de almacenamiento formados por tabiques de hormigón armado. El combustible debe enfriarse por convección natural del aire. La capacidad de diseño de la instalación es de 37.785 toneladas de uranio. Actualmente se encuentra en construcción y puesta en servicio. [21]
En Ucrania, una instalación de almacenamiento en seco acepta combustible gastado procedente de la central nuclear de Zaporizhzhia ( reactores VVER-1000 ) de seis unidades desde 2001, lo que la convierte en la instalación de este tipo con más años de servicio en la ex Unión Soviética. El sistema fue diseñado por la ya desaparecida Duke Engineering de Estados Unidos, y los contenedores de almacenamiento se fabricaban localmente. [22]
Otro proyecto está en marcha con Holtec International (nuevamente de EE. UU.) para construir una instalación de almacenamiento seco de combustible gastado en la central nuclear de Chernobyl, que sufrió el infame accidente de 1986 ( reactores RBMK-1000 ). El proyecto se inició inicialmente con Framatome (actualmente AREVA ) de Francia, pero luego se suspendió y terminó debido a dificultades técnicas. Inicialmente, Holtec se incorporó como subcontratista para deshidratar el combustible gastado y finalmente se hizo cargo de todo el proyecto. [23] [24]
El almacenamiento en cofres secos permite que el combustible gastado que ya ha sido enfriado en la piscina de combustible gastado durante al menos un año esté rodeado de gas inerte dentro de un contenedor llamado cofre.
Por lo general, el combustible se enfría durante al menos 5 años en la piscina antes de transferirlo al barril. La NRC ha autorizado la transferencia a partir de 3 años; la norma de la industria es de unos 10 años.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )Generación de energía de Ontario; Instalación de gestión de residuos de Darlington{{cite web}}: La cita utiliza un título genérico ( ayuda )