Un matraz 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 de envío está diseñado para mantener su integridad en condiciones normales de transporte y durante condiciones hipotéticas de accidente. Deben proteger su contenido contra daños del mundo exterior, como impactos o incendios. También deberán proteger su contenido de fugas, tanto para fugas físicas como para blindaje radiológico.
Los contenedores de transporte de combustible nuclear gastado se utilizan para transportar el combustible nuclear gastado [1] utilizado en centrales nucleares y reactores de investigación a sitios de eliminación como el centro de reprocesamiento nuclear en 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 matraz pesa más de 50 toneladas (110.000 libras) y normalmente no transporta más de 2,5 toneladas (5.500 libras) de combustible nuclear gastado . [2]
Durante los últimos 35 años, British Nuclear Fuels plc (BNFL) y su filial 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 emisiones radiológicas. BNFL diseñó, obtuvo 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 manifestaciones públicas [ cita necesaria ] en las que se sometieron frascos de combustible gastado (cargados con barras de acero) a condiciones de accidente simuladas. Primero se dejó caer desde una torre un matraz seleccionado al azar ( nunca utilizado para contener combustible usado ) de la línea de producción. El matraz se dejó caer de tal manera que la parte más débil llegara primero al suelo. La tapa del matraz resultó ligeramente dañada pero se escapó muy poco material del matraz. Un poco de agua se escapó del matraz, pero se pensó que en un accidente real el escape de radiactividad asociada con esta agua no sería una amenaza para los humanos o su medio ambiente.
Para una segunda prueba, al mismo matraz se le colocó una tapa nueva, se llenó de nuevo con barras de acero y agua antes de que un tren entrara en él a gran velocidad. La petaca sobrevivió con sólo daños cosméticos mientras el tren fue destruido. Aunque se lo conoce como prueba, las tensiones reales que sufrió el matraz estuvieron muy por debajo de lo que están diseñados para soportar, ya que gran parte de la energía de la colisión fue absorbida por el tren y al mover el matraz a cierta distancia. Este matraz está en exhibición en el centro de capacitación de la central eléctrica Heysham 1 .
Introducidos a principios de la década de 1960, los matraces Magnox constan de cuatro capas; un contenedor interno que contiene los residuos; guías y protectores que rodean el contenedor; todo contenido dentro del cuerpo principal del matraz de acero de 370 milímetros de espesor (15 pulgadas), con sus características aletas de enfriamiento; y (desde principios de la década de 1990) una cabina de transporte de paneles que proporciona una vivienda externa. Los frascos para residuos de las últimas centrales eléctricas de reactores refrigerados por gas son similares, pero tienen paredes principales de acero más delgadas, de 90 milímetros de espesor (3,5 pulgadas), para dejar espacio para un amplio blindaje interno de plomo . El matraz está protegido por un cerrojo que impide el acceso al contenido durante el transporte. [3]
Todos los matraces son propiedad de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear , los propietarios de Direct Rail Services . Un tren que transporta frascos sería arrastrado por dos locomotoras, ya sea Clase 20 o Clase 37 , pero las locomotoras Clase 66 y Clase 68 se utilizan cada vez más; Las locomotoras se utilizan en pares como medida de 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 en los andenes, aunque muchas pruebas realizadas por el Ejecutivo de Salud y Seguridad han demostrado que es seguro para los pasajeros permanecer en el andén mientras pasa un frasco. [4]
La resistencia al choque del matraz se demostró públicamente cuando una locomotora British Rail Class 46 fue impulsada por la fuerza hacia un matraz descarrilado (que contenía agua y varillas de acero en lugar de material radiactivo) a 100 millas por hora (160 km/h); el cofre sufrió daños superficiales mínimos sin comprometer su integridad, mientras que tanto el vagón de plataforma que lo transportaba como la locomotora quedaron prácticamente destruidos. [5] Además, los matraces se calentaron a temperaturas de más de 800 °C (1470 °F) para demostrar la seguridad en caso de incendio. [ cita necesaria ] Sin embargo, los críticos [ ¿quién? ] consideran que las pruebas son defectuosas por varias razones. Se afirma que la prueba de calor es considerablemente inferior a la de los peores casos teóricos de incendio en un túnel, [ cita necesaria ] y el peor impacto hoy tendría una velocidad de cierre de alrededor de 170 millas por hora (270 km/h). [ cita necesaria ] Sin embargo, ha habido varios accidentes con matraces, incluidos descarrilamientos, colisiones e incluso la caída de un matraz durante el traslado del tren a la carretera, sin que se hayan producido fugas. [ cita necesaria ]
Se han encontrado problemas cuando los matraces "sudan", cuando pequeñas cantidades de material radiactivo absorbido por la pintura migran a la superficie, provocando riesgos de contaminación. Los estudios [6] [7] identificaron que entre el 10% y el 15% de los matraces en el Reino Unido padecían este problema, pero ninguno excedía los límites de seguridad recomendados internacionalmente. Durante las pruebas se descubrió que matraces similares en Europa continental excedían marginalmente los límites de contaminación, y se implementaron procedimientos de monitoreo adicionales. Para reducir el riesgo, los actuales vagones de contenedores del Reino Unido están equipados con una cubierta con cerradura para garantizar que cualquier contaminación superficial permanezca dentro del contenedor, y todos los contenedores se prueban antes del envío, y los que exceden el nivel de seguridad se limpian hasta que estén dentro del límite. [ cita necesaria ] Un informe de 2001 identificó riesgos potenciales y acciones a tomar para garantizar la seguridad. [8]
En los Estados Unidos , la aceptabilidad del diseño de cada contenedor se juzga según el Título 10, Parte 71, del Código de Regulaciones Federales (los contenedores de envío de otras naciones, posiblemente excluyendo el de Rusia, están diseñados y probados según estándares similares (International Atomic Energy Agencia "Reglamento para el Transporte Seguro de Material Radiactivo" No. TS-R-1)). Los diseños deben demostrar (posiblemente mediante modelado por computadora) 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 llevaron a cabo pruebas de choque a gran escala en contenedores de transporte de combustible nuclear gastado. [9] [10] Aunque los barriles estaban dañados, ninguno habría filtrado. [11]
Aunque el Departamento de Transporte de EE. UU. (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 titulares de licencias y transportistas involucrados en envíos de combustible gastado:
Desde 1965, aproximadamente 3.000 envíos de combustible nuclear gastado han sido transportados 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 . [12] El fuego ardió durante 3 días, con temperaturas de hasta 1000 °C (1800 °F). [13] Dado que los barriles están diseñados para un incendio de 30 minutos a 800 °C (1475 °F), se han hecho varios informes sobre la incapacidad de los barriles 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. [ cita necesaria ]
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, decían que se había producido un accidente hipotético de combustible nuclear gastado basado en la Incendio de Baltimore: [13]
La Academia Nacional de Ciencias , a solicitud del Estado de Nevada, elaboró un informe el 25 de julio de 2003. El informe concluyó que se debía hacer lo siguiente: [14]
La Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos publicó un informe en noviembre de 2006. Concluía: [12]
En comparación, en Canadá el transporte de combustible nuclear gastado ha sido limitado . Los contenedores de transporte han sido diseñados para el transporte por camión y ferrocarril y el organismo regulador de Canadá, la Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear , otorgó la aprobación para los contenedores, que también pueden usarse para envíos en barcazas. Las regulaciones de la comisión prohíben la divulgación de la ubicación, la ruta y el momento de los envíos de materiales nucleares, como el combustible gastado. [15] [ especificar ]
Los matraces nucleares que contienen combustible nuclear gastado a veces se transportan por mar con el fin de reprocesarlos o trasladarlos a una instalación de almacenamiento. Los buques que reciben estas cargas están clasificados de diversas formas como INF-1, INF-2 o INF-3 por la Organización Marítima Internacional . 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 cargas de "plutonio y desechos de alto nivel". Para recibir estas clasificaciones, los buques deben cumplir una variedad de estándares estructurales y de seguridad. [16] Los buques utilizados para el transporte de combustible nuclear gastado suelen estar construidos expresamente y se los conoce comúnmente como transportadores 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 de Respuesta del paquete de transporte de combustible gastado al escenario de incendio del túnel de Baltimore (NUREG/CR-6886). Gobierno de Estados Unidos .
