Un frasco nuclear es un contenedor de envío que se utiliza para transportar materiales nucleares activos entre una central nuclear y las instalaciones de reprocesamiento de combustible gastado.
Cada contenedor marítimo está diseñado para mantener su integridad en condiciones normales de transporte y en condiciones hipotéticas de accidente. Deben proteger su contenido contra daños del mundo exterior, como impactos o incendios. También deben contener su contenido contra fugas, tanto físicas como radiológicas.
Los contenedores de transporte de combustible nuclear gastado se utilizan para transportar combustible nuclear gastado [1] utilizado en plantas de energía nuclear y reactores de investigación a sitios de eliminación como el centro de reprocesamiento nuclear en el sitio COGEMA La Hague .
Los contenedores transportados por ferrocarril se utilizan para transportar combustible gastado desde las centrales nucleares del Reino Unido y la instalación de reprocesamiento de combustible nuclear gastado de Sellafield . Cada contenedor pesa más de 50 toneladas (110.000 libras) y, por lo general, no transporta más de 2,5 toneladas (5.500 libras) de combustible nuclear gastado . [2]
En los últimos 35 años, British Nuclear Fuels plc (BNFL) y su subsidiaria PNTL han realizado más de 14.000 envíos de contenedores de SNF en todo el mundo, transportando más de 9.000 toneladas de SNF a lo largo de 16 millones de millas por carretera, ferrocarril y mar sin liberación radiológica. BNFL diseñó, obtuvo la licencia y actualmente posee y opera una flota de aproximadamente 170 contenedores del diseño Excellox. [ cita requerida ] BNFL ha mantenido una flota de contenedores de transporte para enviar SNF al Reino Unido , Europa continental y Japón para su reprocesamiento .
En el Reino Unido se llevaron a cabo una serie de demostraciones públicas [3] en las que se sometieron frascos de combustible gastado (cargados con barras de acero) a condiciones simuladas de accidente. Primero se dejó caer desde una torre un frasco seleccionado al azar ( que nunca se utilizó para contener combustible usado ) de la línea de producción. El frasco se dejó caer de tal manera que la parte más débil del mismo golpeara el suelo primero. La tapa del frasco se dañó ligeramente, pero se escapó muy poco material del frasco. Se escapó un poco de agua del frasco, pero se pensó que en un accidente real, el escape de radiactividad asociado con esta agua no sería una amenaza para los humanos o su medio ambiente.
Para una segunda prueba, se colocó una nueva tapa al mismo matraz y se volvió a llenar con barras de acero y agua antes de que un tren chocara contra él a gran velocidad. El matraz sobrevivió con solo daños superficiales, mientras que el tren quedó destruido. Aunque se lo considera una prueba, las tensiones reales a las que se sometió el matraz estuvieron muy por debajo de las que están diseñadas para soportar, ya que gran parte de la energía de la colisión fue absorbida por el tren y al mover el matraz una cierta distancia. Este matraz se exhibe en el centro de capacitación de la central eléctrica Heysham 1 .
Introducidos a principios de la década de 1960, los frascos Magnox constan de cuatro capas: un contenedor interno que contiene los desechos; guías y protectores que rodean el contenedor; todo contenido dentro del cuerpo principal de acero de 370 milímetros (15 pulgadas) de espesor del propio frasco, con aletas de enfriamiento características; y (desde principios de la década de 1990) una cabina de transporte de paneles que proporcionan una carcasa externa. Los frascos para desechos de las centrales eléctricas de reactores refrigerados por gas más avanzadas son similares, pero tienen paredes principales de acero más delgadas de 90 milímetros (3,5 pulgadas) de espesor, para dejar espacio para un amplio blindaje interno de plomo . El frasco está protegido por un cerrojo que evita que se acceda al contenido durante el transporte. [4]
Todos los frascos son propiedad de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear , los propietarios de Direct Rail Services . Un tren que transporte frascos sería arrastrado por dos locomotoras, ya sea de la Clase 20 o de la Clase 37 , pero cada vez se utilizan más locomotoras de la Clase 66 y de la Clase 68 ; las locomotoras se utilizan en pares como precaución en caso de que una falle en el camino. Greenpeace protesta porque los frascos en el transporte ferroviario representan un peligro para los pasajeros que se encuentran de pie en los andenes, aunque muchas pruebas realizadas por la Health and Safety Executive han demostrado que es seguro para los pasajeros permanecer de pie en el andén mientras pasa un frasco. [5]
La resistencia al impacto del matraz se demostró públicamente cuando una locomotora de la clase 46 de British Rail fue empujada a la fuerza contra un matraz descarrilado (que contenía agua y varillas de acero en lugar de material radiactivo) a 100 millas por hora (160 km/h); el matraz sufrió daños superficiales mínimos sin comprometer su integridad, mientras que tanto el vagón de plataforma que lo transportaba como la locomotora quedaron más o menos destruidos. [6] Además, los matraces se calentaron a temperaturas de más de 800 °C (1470 °F) para demostrar su seguridad en caso de incendio. [ cita requerida ] Sin embargo, los críticos [ ¿ quiénes? ] consideran que la prueba es defectuosa por varias razones. Se afirma que la prueba de calor es considerablemente inferior a la de los incendios teóricos en el peor de los casos en un túnel, [ cita requerida ] y el peor impacto actual tendría una velocidad de cierre de alrededor de 170 millas por hora (270 km/h). [ cita requerida ] Sin embargo, se han producido varios accidentes relacionados con frascos, incluidos descarrilamientos, colisiones e incluso la caída de un frasco durante el traslado del tren a la carretera, sin que se produjera ninguna fuga. [ cita requerida ]
Se han encontrado problemas en los matraces que "sudan", cuando pequeñas cantidades de material radiactivo absorbido por la pintura migran a la superficie, lo que provoca riesgos de contaminación. Los estudios [7] [8] identificaron que entre el 10 y el 15% de los matraces en el Reino Unido sufrían este problema, pero ninguno excedía los límites de seguridad recomendados a nivel internacional. Se encontró que matraces similares en Europa continental excedían marginalmente los límites de contaminación durante las pruebas, y se pusieron en marcha procedimientos de control adicionales. Para reducir el riesgo, los actuales vagones de matraces del Reino Unido están equipados con una tapa con cerradura para garantizar que cualquier contaminación de la superficie permanezca dentro del contenedor, y todos los contenedores se prueban antes del envío, y aquellos que exceden el nivel de seguridad se limpian hasta que están dentro del límite. [ cita requerida ] Un informe de 2001 identificó los riesgos potenciales y las medidas que se deben tomar para garantizar la seguridad. [9]
En los Estados Unidos , la aceptabilidad del diseño de cada contenedor se juzga en relación con el Título 10, Parte 71, del Código de Reglamentos Federales (los contenedores de envío de otros países, posiblemente excluyendo los de Rusia, se diseñan y prueban según estándares similares (Reglamento para el transporte seguro de material radiactivo del Organismo Internacional de Energía Atómica, n.º TS-R-1)). Los diseños deben demostrar (posiblemente mediante modelos informáticos) protección contra la liberación radiológica al medio ambiente en las cuatro siguientes condiciones hipotéticas de accidente, diseñadas para abarcar el 99 % de todos los accidentes:
Además, entre 1975 y 1977, los Laboratorios Nacionales Sandia realizaron pruebas de choque a gran escala en contenedores de transporte de combustible nuclear gastado. [10] [11] Aunque los contenedores estaban dañados, ninguno habría tenido fugas. [12]
Aunque el Departamento de Transporte de los Estados Unidos (DOT) tiene la responsabilidad principal de regular el transporte seguro de materiales radiactivos en los Estados Unidos, la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) exige que los licenciatarios y transportistas involucrados en envíos de combustible gastado:
Desde 1965, aproximadamente 3.000 cargamentos de combustible nuclear gastado se han transportado de forma segura por las carreteras, vías fluviales y ferrocarriles de Estados Unidos.
El 18 de julio de 2001, un tren de carga que transportaba materiales peligrosos (no nucleares) descarriló y se incendió mientras pasaba por el túnel ferroviario de Howard Street en el centro de Baltimore, Maryland , Estados Unidos . [13] El incendio ardió durante 3 días, con temperaturas de hasta 1000 °C (1800 °F). [14] Dado que los contenedores están diseñados para un incendio de 30 minutos a 800 °C (1475 °F), se han publicado varios informes sobre la incapacidad de los contenedores para sobrevivir a un incendio similar al de Baltimore. Sin embargo, los residuos nucleares nunca se transportarían junto con materiales peligrosos (inflamables o explosivos) en el mismo tren o vía. [15]
El estado de Nevada , EE.UU. , publicó un informe titulado "Implicaciones del incendio del túnel ferroviario de Baltimore para las pruebas a gran escala de contenedores de transporte" el 25 de febrero de 2003. En el informe, se afirma que un hipotético accidente de combustible nuclear gastado basado en el incendio de Baltimore: [14]
La Academia Nacional de Ciencias , a petición del Estado de Nevada, elaboró un informe el 25 de julio de 2003. El informe concluyó que se debía hacer lo siguiente: [16]
La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos publicó un informe en noviembre de 2006 que concluía: [13]
En comparación, en Canadá el transporte de combustible nuclear gastado ha sido limitado . Se han diseñado contenedores para el transporte por camión y ferrocarril, y el organismo regulador de Canadá, la Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear , ha concedido la aprobación para el uso de contenedores, que también pueden utilizarse para envíos en barcazas. Las normas de la comisión prohíben la divulgación de la ubicación, la ruta y el momento de los envíos de materiales nucleares, como el combustible gastado. [17] [ especificar ]
Los recipientes nucleares que contienen combustible nuclear gastado a veces se transportan por mar con el fin de reprocesarlos o reubicarlos en una instalación de almacenamiento. Los buques que reciben estas cargas están clasificados de diversas formas por la Organización Marítima Internacional como INF-1, INF-2 o INF-3 . El código se introdujo como un sistema voluntario en 1993 y se volvió obligatorio en 2001. El acrónimo "INF" significa "combustible nuclear irradiado", aunque la clasificación también cubre las cargas de "plutonio y desechos de alto nivel". Para recibir estas clasificaciones, los buques deben cumplir una serie de normas estructurales y de seguridad. [18] Los buques utilizados para el transporte de combustible nuclear gastado suelen estar construidos especialmente y se los conoce comúnmente como buques de transporte de combustible nuclear. La flota mundial incluye buques con banderas del Reino Unido, Japón, la Federación de Rusia, China y Suecia.
Este artículo incorpora material de dominio público del Paquete de respuesta al incendio del túnel de Baltimore para el transporte de combustible gastado (NUREG/CR-6886). Gobierno de los Estados Unidos .
