FiR 1 ( Reactor 1 de Finlandia ; también denominado a veces reactor de investigación de Otaniemi , reactor de Otaniemi , reactor TKK o reactor VTT ) fue el primer reactor nuclear de Finlandia . Se trataba de un reactor de investigación que estaba ubicado en la zona del campus de Otaniemi en la ciudad de Espoo . El reactor TRIGA Mark II tenía una potencia térmica de 250 kilovatios. Entró en funcionamiento en 1962 y se cerró definitivamente en 2015. Al principio, el reactor fue operado por la Universidad Tecnológica de Helsinki (TKK) y, desde 1971, por el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia . [1]
Además de la investigación, el reactor se utilizó para la producción de isótopos radiactivos para mediciones industriales. También se utilizó para el análisis de activación de neutrones de materiales geológicos y biológicos. Se analizaron muestras de suelo lunar del Apolo 12 con FiR 1. Con el reactor se investigaron los daños causados por la radiación a los equipos. Por ejemplo, los magnetómetros del reactor de fusión ITER fueron irradiados con FiR 1. Los estudiantes universitarios realizaron ejercicios con el reactor. Después del año 2000, el uso más importante del reactor fue la terapia de captura de neutrones con boro para pacientes con cáncer en la zona de la cabeza o el cuello. [2]
FiR 1 era un reactor TRIGA Mark II, fabricado por la empresa estadounidense General Atomics . La potencia térmica original del reactor era de 100 kilovatios. En 1967, el reactor se aumentó a 250 kilovatios. El calor no se aprovechó para nada porque el reactor sólo funcionaba unas pocas horas al día. [1]
El núcleo del reactor estaba en el fondo de una piscina de agua de unos 6 metros (20 pies) de profundidad que estaba abierta desde arriba. [3] El agua actuó como refrigerante, moderador de neutrones y protección contra la radiación. El diámetro del núcleo era de 44 centímetros (17 pulgadas) y la altura de 36 centímetros (14 pulgadas). Había alrededor de 15 kilogramos (33 libras) de uranio en el núcleo. [4]
El reactor tenía 79 barras de combustible. El material combustible era hidruro de uranio y circonio (UZrH), que contenía entre un 8 y un 12 % de uranio. El enriquecimiento del combustible fue del 20% de uranio-235 . Había un reflector de grafito encima, debajo y alrededor del núcleo del reactor. El reflector dispersó hacia el núcleo algunos de los neutrones que escaparon del núcleo. La piscina del reactor estaba rodeada por un escudo biológico de hormigón que actuaba como protección radiológica en dirección horizontal. [4] El reactor tenía cuatro barras de control hechas de carburo de boro . [5]
Una característica del material combustible, el hidruro de uranio y circonio, es una fuerte retroalimentación negativa entre la temperatura y la reactividad. Como resultado, una reacción en cadena incontrolada es físicamente imposible. [4] La fuerte retroalimentación podría utilizarse para generar pulsos de energía. Una barra de control fue expulsada del núcleo con aire presurizado, elevando la potencia del reactor mil veces, hasta 250 megavatios. Esto provocó un aumento de la temperatura del combustible y la retroalimentación negativa detuvo la reacción en cadena. Un pulso de energía duró sólo 30 milisegundos. [5]
En 1960 se firmó un contrato para la compra del reactor de investigación. Las personas más activas detrás de la adquisición fueron Pekka Jauho , Erkki Laurila y Heikki Lehtonen . El proyecto del reactor de investigación era la preparación para la construcción de una central nuclear en Finlandia . Se necesitaba un reactor de investigación para la formación del personal de los reactores de potencia. [3]
FiR 1 comenzó a funcionar en 1962. En 1967 su potencia se incrementó de 100 a 250 kilovatios. [5] Al principio, el reactor fue operado por la Universidad Tecnológica de Helsinki . En 1971 el gobierno finlandés transfirió el reactor al Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia . El edificio del reactor y el terreno son propiedad de Aalto University Campus & Real Estate. [6]
En la década de 1990 se construyó una instalación de terapia de captura de neutrones de boro (BNCT) junto al reactor. Entre 1999 y 2011 se realizaron más de 300 irradiaciones a pacientes con cáncer. Los pacientes mostraron un mejor control tumoral y supervivencia. La empresa que organizaba la terapia, Boneca Ltd., quebró en enero de 2012. Luego, VTT decidió cerrar el reactor porque su funcionamiento costaba unos 500.000 euros al año. El reactor se cerró permanentemente en 2015 al retirar varias barras de combustible del núcleo. [2]
El primer paso del proyecto de desmantelamiento fue retirar el combustible del reactor. Luego se desmantelaron otras partes radiactivas (partes internas del núcleo, la piscina del reactor, el escudo biológico de hormigón, la instalación BNCT y el circuito de refrigeración primario). El combustible gastado y la mayor parte del núcleo del reactor son desechos de alta actividad. Otros residuos radiactivos del desmantelamiento se clasifican como residuos de actividad baja e intermedia. El objetivo era limitar la dosis de radiación colectiva del personal de desmantelamiento a 10 miliman-sieverts . Se limpió el edificio del reactor para que no haya limitaciones para su uso futuro. [4] [6]
En el edificio del reactor había en total 103 barras de combustible gastado. Contenían 21,4 kilogramos (47 libras) de uranio en total. El reactor consumía muy poco combustible porque su potencia era muy baja y sólo funcionaba unas pocas horas al día. Algunas de las barras de combustible estuvieron en el reactor durante sus 53 años de funcionamiento. El combustible gastado no necesitaba refrigeración porque su poder calorífico de desintegración era muy bajo. [4] Además del combustible gastado, en el edificio se almacenaron 24 barras de combustible no utilizadas. Contenían 5,7 kilogramos (13 libras) de uranio en total. [6]
El combustible FiR 1 se originó en los Estados Unidos y pertenecía al programa estadounidense de aceptación de combustible nuclear gastado para reactores de investigación extranjeros. El programa tiene como objetivo prevenir la proliferación de materiales nucleares. La Ley de Energía Nuclear de Finlandia prohíbe la exportación de desechos nucleares. Sin embargo, la ley tiene una excepción según la cual la prohibición no se aplica a los desechos de un reactor de investigación. [6] En febrero de 2021, el combustible del reactor fue transportado a Denver , donde el Servicio Geológico de Estados Unidos utilizará el combustible durante varios años en su reactor. Luego Estados Unidos se hará cargo del combustible gastado en el Laboratorio Nacional de Idaho . La mayor parte de la peligrosa radiactividad del combustible usado desaparecerá en mil años (pero cierto nivel de radiactividad sobrevivirá por mucho más tiempo). [7] [8]
Fortum fue el contratista principal en el desmantelamiento del reactor, que comenzó en junio de 2023 y finalizó en abril de 2024. El coste total del desmantelamiento fue de unos 24 millones de euros. El desmantelamiento del reactor generó unos 60 metros cúbicos (2100 pies cúbicos) de residuos de actividad baja y media, principalmente hormigón. [9] Debido a que el reactor era pequeño, la cantidad de desechos generados también era pequeña, especialmente si se compara con la cantidad de desechos provenientes del desmantelamiento de una planta de energía nuclear de tamaño completo. [6] Los residuos del desmantelamiento se transportaron al depósito final de residuos de actividad baja y media en Loviisa . [9] y colocado en un lecho de roca finlandés. Los residuos del desmantelamiento fueron empaquetados en cajas de concreto para su disposición final; Dado que los residuos del desmantelamiento no contienen isótopos radiactivos de larga duración, los bultos están diseñados para durar sólo al menos 500 años. [8]
FiR 1 fue la primera instalación nuclear de Finlandia en ser desmantelada. Las lecciones aprendidas del proyecto de desmantelamiento del reactor de investigación se utilizarán para preparar el desmantelamiento de las centrales nucleares finlandesas. [2] En 2018, el gobierno finlandés decidió conceder al VTT una subvención especial de 13,5 millones de euros para el desmantelamiento del reactor de investigación. [10] El Consejo de Estado de Finlandia concedió una licencia de desmantelamiento (exigida por la ley nuclear finlandesa) en junio de 2021. Una vez desmantelados el reactor y los componentes relacionados, el edificio del reactor se descontamina y, tras controles y mediciones minuciosos para garantizar que el edificio es seguro desde el punto de vista de la radiación, el edificio podrá utilizarse para otros fines. Antes de que comenzaran los trabajos de desmantelamiento del reactor, el edificio del reactor no estaba contaminado y su nivel de radiación era igual al nivel de radiación ambiental. Muchos edificios finlandeses están expuestos a niveles de radiación mucho más altos que el edificio del reactor, debido a fuentes naturales como el lecho rocoso (especialmente gas radón) o los materiales de construcción (por ejemplo, granito). Antes de que comenzaran los trabajos de desmantelamiento y demolición no había contaminación del suelo en el lugar del reactor. [8]
60°11′15.72″N 24°49′51.41″E / 60.1877000°N 24.8309472°E / 60.1877000; 24.8309472