La gestión de desechos radiactivos de alto nivel se ocupa del manejo de materiales radiactivos generados a partir de la producción de energía nuclear y la fabricación de armas nucleares . Los desechos radiactivos contienen radionucleidos de vida corta y de vida larga , así como nucleidos no radiactivos . [1] En 2002, Estados Unidos almacenó aproximadamente 47.000 toneladas de desechos radiactivos de alto nivel.
Entre los componentes del combustible nuclear gastado , el neptunio-237 y el plutonio-239 son particularmente problemáticos debido a sus largas vidas medias de dos millones de años y 24.000 años, respectivamente. [2] El manejo de desechos radiactivos de alto nivel requiere procesos de tratamiento sofisticados y estrategias a largo plazo, como el almacenamiento permanente, la eliminación o la conversión en formas no tóxicas para aislarlos de la biosfera . [3] La desintegración radiactiva sigue la regla de la vida media , lo que significa que la intensidad de la radiación disminuye con el tiempo a medida que la tasa de desintegración es inversamente proporcional a la duración de la desintegración. En otras palabras, la radiación de un isótopo de larga duración como el yodo-129 será mucho menos intensa que la de un isótopo de corta duración como el yodo-131 . [4]
Los gobiernos de todo el mundo están explorando diversas estrategias de eliminación, generalmente centrándose en un depósito geológico profundo , aunque el progreso en la implementación de estas soluciones a largo plazo ha sido lento. [5] Este desafío se ve exacerbado por los plazos necesarios para la descomposición segura, que van desde 10.000 a millones de años. [6] [7] [8] Así, el físico Hannes Alfvén identificó la necesidad de formaciones geológicas estables e instituciones humanas que puedan perdurar durante períodos prolongados, señalando la ausencia de cualquier civilización o formación geológica que haya demostrado ser estable durante tales duraciones. [9]
La gestión de los residuos radiactivos no sólo implica consideraciones técnicas y científicas, sino que también plantea importantes preocupaciones éticas en relación con los impactos sobre las generaciones futuras. [10] El debate sobre las estrategias de gestión adecuadas incluye argumentos a favor y en contra de la confianza en modelos de simulación geoquímica y barreras geológicas naturales para contener los radionucleidos después del cierre del repositorio. [11]
A pesar de que algunos científicos abogan por la viabilidad de ceder el control sobre los materiales radiactivos a los procesos geohidrológicos, el escepticismo sigue existiendo debido a la falta de validación empírica de estos modelos durante largos períodos de tiempo. [12] Otros insisten en la necesidad de depósitos geológicos profundos en formaciones estables. [13] [14] Los pronósticos sobre los impactos en la salud de la eliminación de desechos radiactivos a largo plazo se evalúan críticamente, [15] y los estudios prácticos generalmente consideran solo hasta 100 años para la planificación y la evaluación de costos. [16] [17] La investigación en curso continúa informando sobre el comportamiento a largo plazo de los desechos radiactivos, lo que influye en las estrategias de gestión y las políticas nacionales a nivel mundial. [18]
El proceso de selección de depósitos permanentes para desechos de alta radiactividad y combustible nuclear gastado está en marcha en varios países, y se espera que el primero esté operativo después de 2017. [19] [ necesita actualización ] El concepto básico implica identificar una formación geológica grande y estable y usar tecnología minera para excavar un túnel o pozo profundo usando tuneladoras , entre 500 y 1000 metros (1600 y 3300 pies) debajo de la superficie, donde se pueden crear salas o bóvedas para la eliminación de desechos radiactivos. El objetivo es aislar los desechos de forma permanente del entorno humano. Se han planteado inquietudes sobre el cese inmediato de la gestión de tales métodos de eliminación y se ha sugerido que sería preferible una gestión y monitoreo continuos. [ cita requerida ]
Dado que ciertos isótopos radiactivos tienen vidas medias superiores a un millón de años, incluso las tasas mínimas de fugas de contenedores y migración de radionucleidos deben tenerse en cuenta. [20] Se estima que pueden pasar varias vidas medias antes de que algunos materiales nucleares disminuyan su radiactividad a niveles que no sean dañinos para los organismos vivos. Una revisión realizada en 1983 por la Academia Nacional de Ciencias respaldó la estimación del programa sueco de residuos nucleares de que el aislamiento de los residuos podría ser necesario durante hasta un millón de años. [21]
El método de eliminación de desechos por subducción en tierra propone la eliminación de desechos nucleares en una zona de subducción accesible desde tierra. Este método no está restringido por tratados internacionales y se reconoce como una tecnología viable y avanzada para la eliminación de desechos nucleares. [22] [23] [24]
En el sitio de fisión nuclear natural descubierto en la mina Oklo en Gabón , donde ocurrieron reacciones de fisión nuclear hace 1.700 millones de años, los productos de fisión se han movido menos de tres metros. [25] Este movimiento mínimo se atribuye posiblemente más a la retención dentro de la estructura cristalina de uraninita que a la insolubilidad real o sorción por el movimiento de las aguas subterráneas. Los cristales de uraninita en Oklo están mejor conservados que los de las barras de combustible gastado , probablemente debido a las reacciones nucleares incompletas que hacen que los productos de reacción sean menos vulnerables a las aguas subterráneas. [26]
El método de eliminación de desechos mediante perforaciones horizontales implica perforar más de un kilómetro verticalmente y dos kilómetros horizontalmente en la corteza terrestre para eliminar desechos de alto nivel, como combustible nuclear gastado e isótopos específicos como el cesio-137 o el estroncio-90 . Después de la colocación y un período de recuperación, [ aclaración necesaria ] los pozos se sellarían. En 2018 y nuevamente en 2019, una empresa privada con sede en EE. UU. realizó pruebas que demostraban la colocación y recuperación de un recipiente de prueba en un pozo de perforación horizontal, aunque no se utilizaron desechos de alto nivel reales en estas pruebas. [27] [28] [29]
Para almacenar los desechos radiactivos de alto nivel en depósitos geológicos a largo plazo, se deben utilizar formas de desechos específicas que permitan que la radiactividad se descomponga mientras que los materiales conservan su integridad durante miles de años. [30] Los materiales que se utilizan se pueden dividir en algunas clases: formas de desechos de vidrio, formas de desechos de cerámica y materiales nanoestructurados.
Las formas de vidrio incluyen vidrios de borosilicato y vidrios de fosfato. Los vidrios de borosilicato para desechos nucleares se utilizan a escala industrial para inmovilizar desechos radiactivos de alto nivel en muchos países que son productores de energía nuclear o tienen armamento nuclear. Las formas de desechos de vidrio tienen la ventaja de poder adaptarse a una amplia variedad de composiciones de flujo de desechos, son fáciles de ampliar para el procesamiento industrial y son estables frente a perturbaciones térmicas, radiactivas y químicas. Estos vidrios funcionan uniendo elementos radiactivos a elementos formadores de vidrio no radiactivos. [31] Los vidrios de fosfato, si bien no se utilizan industrialmente, tienen velocidades de disolución mucho más bajas que los vidrios de borosilicato, lo que los convierte en una opción más favorable. Sin embargo, ningún material de fosfato tiene la capacidad de adaptarse a todos los productos radiactivos, por lo que el almacenamiento de fosfato requiere más reprocesamiento para separar los desechos en fracciones distintas. [32] Ambos vidrios deben procesarse a temperaturas elevadas, lo que los hace inutilizables para algunos de los elementos radiotóxicos más volátiles.
Las formas de desechos cerámicos ofrecen mayores cargas de desechos que las opciones de vidrio porque la cerámica tiene una estructura cristalina. Además, los análogos minerales de las formas de desechos cerámicos brindan evidencia de durabilidad a largo plazo. [33] Debido a este hecho y al hecho de que se pueden procesar a temperaturas más bajas, las cerámicas a menudo se consideran la próxima generación en formas de desechos de alta radiactividad. [34] Las formas de desechos cerámicos ofrecen un gran potencial, pero aún queda mucha investigación por hacer.
Finlandia, Estados Unidos y Suecia son los países más avanzados en el desarrollo de un depósito profundo para la eliminación de desechos radiactivos de alto nivel. Los países varían en sus planes sobre la eliminación del combustible usado directamente o después del reprocesamiento, siendo Francia y Japón los que tienen un amplio compromiso con el reprocesamiento. A continuación se describe la situación específica de los planes de gestión de desechos de alto nivel en cada país.
En muchos países europeos (por ejemplo, Gran Bretaña, Finlandia, Países Bajos, Suecia y Suiza) el riesgo o límite de dosis para un miembro del público expuesto a la radiación de una futura instalación de desechos nucleares de alto nivel es considerablemente más estricto que el sugerido por la Comisión Internacional de Protección Radiológica o propuesto en los Estados Unidos. Los límites europeos son a menudo más estrictos que la norma sugerida en 1990 por la Comisión Internacional de Protección Radiológica por un factor de 20, y más estrictos por un factor de diez que la norma propuesta por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) para el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain para los primeros 10.000 años después del cierre. Además, la norma propuesta por la EPA de los Estados Unidos para más de 10.000 años es 250 veces más permisiva que el límite europeo. [35]
Los países que han avanzado más en la creación de un depósito para desechos radiactivos de alto nivel han comenzado, por lo general, con consultas públicas y han hecho de la elección voluntaria del lugar una condición necesaria. Se cree que este enfoque de búsqueda de consenso tiene más posibilidades de éxito que los métodos de toma de decisiones de arriba hacia abajo, pero el proceso es necesariamente lento y no hay "experiencia suficiente en todo el mundo para saber si tendrá éxito en todos los países nucleares actuales y aspirantes". [36]
Además, la mayoría de las comunidades no quieren albergar un depósito de residuos nucleares porque les preocupa "que su comunidad se convierta en un lugar de facto para los residuos durante miles de años, las consecuencias para la salud y el medio ambiente de un accidente y la reducción del valor de las propiedades". [37]
En China ( República Popular China ), diez reactores proporcionan alrededor del 2% de la electricidad y cinco más están en construcción. [38] China se comprometió con el reprocesamiento en la década de 1980; se está construyendo una planta piloto en Lanzhou , donde se ha construido una instalación de almacenamiento temporal de combustible gastado. La eliminación geológica se ha estudiado desde 1985, y un depósito geológico profundo permanente fue exigido por ley en 2003. Se están investigando sitios en la provincia de Gansu cerca del desierto de Gobi en el noroeste de China, y se espera que se seleccione un sitio final para 2020, y la eliminación real para aproximadamente 2050. [39] [40]
En Taiwán ( República de China ), se construyó una instalación de almacenamiento de residuos nucleares en el extremo sur de la isla Orchid en el condado de Taitung , frente a la costa de la isla de Taiwán. La instalación se construyó en 1982 y es propiedad de Taipower y está operada por esta empresa . La instalación recibe residuos nucleares de las tres plantas de energía nuclear actuales de Taipower . Sin embargo, debido a la fuerte resistencia de la comunidad local en la isla, los residuos nucleares deben almacenarse en las propias instalaciones de la planta de energía. [41] [42]
La India adoptó un ciclo de combustible cerrado, que implica el reprocesamiento y reciclado del combustible gastado. El reprocesamiento da como resultado que entre el 2% y el 3% del combustible gastado se desperdicie, mientras que el resto se recicla. El combustible residual, llamado residuo líquido de alto nivel, se convierte en vidrio mediante vitrificación. Luego, los residuos vitrificados se almacenan durante un período de 30 a 40 años para su enfriamiento. [43]
Dieciséis reactores nucleares producen alrededor del 3% de la electricidad de la India, y siete más están en construcción. [38] El combustible gastado se procesa en instalaciones en Trombay cerca de Mumbai , en Tarapur en la costa oeste al norte de Mumbai, y en Kalpakkam en la costa sureste de la India. El plutonio se utilizará en un reactor reproductor rápido (en construcción) para producir más combustible, y otros desechos se vitrificarán en Tarapur y Trombay. [44] [45] Se espera un almacenamiento provisional durante 30 años, con una eliminación final en un depósito geológico profundo en roca cristalina cerca de Kalpakkam. [46]
En 2000, una Ley de Disposición Final de Residuos Radiactivos Especificados exigió la creación de una nueva organización para gestionar los residuos radiactivos de alto nivel, y más tarde ese año se estableció la Organización de Gestión de Residuos Nucleares de Japón (NUMO) bajo la jurisdicción del Ministerio de Economía, Comercio e Industria. NUMO es responsable de seleccionar un sitio de depósito geológico profundo permanente , la construcción, operación y cierre de la instalación para el emplazamiento de los residuos para 2040. [47] [48] La selección del sitio comenzó en 2002 y la información de la solicitud se envió a 3.239 municipios, pero en 2006, ningún gobierno local se había ofrecido voluntario para albergar la instalación. [49] La prefectura de Kōchi mostró interés en 2007, pero su alcalde renunció debido a la oposición local. En diciembre de 2013, el gobierno decidió identificar áreas candidatas adecuadas antes de acercarse a los municipios. [50]
El jefe del panel de expertos del Consejo Científico de Japón ha dicho que las condiciones sísmicas de Japón hacen difícil predecir las condiciones del terreno durante los 100.000 años necesarios, por lo que será imposible convencer al público de la seguridad de la eliminación geológica profunda. [50]
Bélgica tiene siete reactores nucleares que proporcionan alrededor del 52% de su electricidad. [38] El combustible nuclear gastado belga fue enviado inicialmente para su reprocesamiento en Francia. En 1993, el reprocesamiento se suspendió tras una resolución del parlamento belga; [51] desde entonces el combustible gastado se almacena en los sitios de las plantas de energía nuclear. La eliminación profunda de residuos radiactivos de alto nivel (HLW) se ha estudiado en Bélgica durante más de 30 años. Boom Clay se estudia como una formación anfitriona de referencia para la eliminación de HLW. El laboratorio de investigación subterránea Hades (URL) está ubicado a -223 m (-732 pies) en la Formación Boom en el sitio Mol . El URL belga es operado por el Grupo de Interés Económico Euridice , una organización conjunta entre SCK•CEN , el Centro de Investigación Nuclear Belga que inició la investigación sobre la eliminación de residuos en Bélgica en los años 1970 y 1980 y ONDRAF/NIRAS , la agencia belga para la gestión de residuos radiactivos. En Bélgica, el organismo regulador encargado de la orientación y la aprobación de licencias es la Agencia Federal de Control Nuclear, creada en 2001. [52]
En 1983, el gobierno decidió seleccionar un sitio para el repositorio permanente para 2010. Con cuatro reactores nucleares que proporcionan el 29% de su electricidad, [38] Finlandia en 1987 promulgó una Ley de Energía Nuclear que hace a los productores de desechos radiactivos responsables de su eliminación, sujeto a los requisitos de su Autoridad de Radiación y Seguridad Nuclear y un veto absoluto dado a los gobiernos locales en los que se ubicaría un repositorio propuesto. Los productores de desechos nucleares organizaron la empresa Posiva , con la responsabilidad de la selección del sitio, la construcción y el funcionamiento de un repositorio permanente. Una enmienda de 1994 a la Ley requirió la eliminación final del combustible gastado en Finlandia, prohibiendo la importación o exportación de desechos radiactivos.
En 1997-98 se realizó una evaluación ambiental de cuatro sitios; Posiva eligió el sitio de Olkiluoto , cerca de dos reactores existentes, y el gobierno local lo aprobó en 2000. El Parlamento finlandés aprobó un depósito geológico profundo allí, en un lecho de roca ígnea a una profundidad de unos 500 metros (1600 pies) en 2001. El concepto de depósito es similar al modelo sueco, con contenedores que se revestirán de cobre y se enterrarán debajo del nivel freático a partir de 2020. [53] En el sitio se construyó una instalación de caracterización subterránea, el depósito de combustible nuclear gastado de Onkalo , entre 2004 [54] y 2017.
Con 58 reactores nucleares que aportan alrededor del 75% de su electricidad , [38] el porcentaje más alto de cualquier país, Francia ha estado reprocesando su combustible de reactor gastado desde la introducción de la energía nuclear allí. Parte del plutonio reprocesado se utiliza para fabricar combustible, pero se produce más del que se recicla como combustible de reactor. [55] Francia también reprocesa combustible gastado para otros países, pero los desechos nucleares se devuelven al país de origen. Se espera que los desechos radiactivos del reprocesamiento del combustible gastado francés se eliminen en un depósito geológico, de conformidad con la legislación promulgada en 1991 que estableció un período de 15 años para realizar investigaciones sobre la gestión de desechos radiactivos. Según esta legislación, el Comisariado de Energía Atómica (CEA) está investigando la partición y transmutación de elementos de larga duración, los procesos de inmovilización y acondicionamiento y el almacenamiento a largo plazo cerca de la superficie. La Agencia Nacional Francesa para la Gestión de Residuos Radioactivos (Agence nationale pour la Gestion des Déchets radioactifs) está estudiando la eliminación de residuos radiactivos en formaciones geológicas profundas, en laboratorios de investigación subterráneos. [56]
Se identificaron tres sitios para un posible almacenamiento geológico profundo en arcilla cerca de la frontera de Mosa y Haute-Marne , cerca de Gard y en Vienne . En 1998, el gobierno aprobó el Laboratorio de Investigación Subterránea de Mosa/Haute-Marne , un sitio cerca de Mosa/Haute-Marne y descartó los otros sitios para su consideración. [57] En 2006 se propuso una legislación para autorizar un depósito para 2020, con operaciones previstas para 2035. [58]
La política de residuos nucleares en Alemania está en constante cambio. La planificación alemana para un depósito geológico permanente comenzó en 1974, centrándose en el domo de sal de Gorleben , una mina de sal cerca de Gorleben a unos 100 kilómetros (62 millas) al noreste de Braunschweig. El sitio fue anunciado en 1977 con planes para una planta de reprocesamiento, gestión de combustible gastado e instalaciones de eliminación permanentes en un solo sitio. Los planes para la planta de reprocesamiento se abandonaron en 1979. En 2000, el gobierno federal y las empresas de servicios públicos acordaron suspender las investigaciones subterráneas durante tres a diez años, y el gobierno se comprometió a poner fin a su uso de energía nuclear, cerrando un reactor en 2003. [59]
A los pocos días del desastre nuclear de Fukushima Daiichi en marzo de 2011 , la canciller Angela Merkel "impuso una moratoria de tres meses a las extensiones previamente anunciadas para las plantas de energía nuclear existentes en Alemania, al tiempo que cerraba siete de los 17 reactores que habían estado operando desde 1981". Las protestas continuaron y, el 29 de mayo de 2011, el gobierno de Merkel anunció que cerraría todas sus plantas de energía nuclear para 2022. [60] [61]
Mientras tanto, las compañías eléctricas han estado transportando combustible gastado a instalaciones de almacenamiento provisional en Gorleben, Lubmin y Ahaus hasta que se puedan construir instalaciones de almacenamiento temporal cerca de los emplazamientos de los reactores. Anteriormente, el combustible gastado se enviaba a Francia o al Reino Unido para su reprocesamiento, pero esta práctica se puso fin en julio de 2005. [62]
COVRA ( Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval ) es la empresa holandesa de procesamiento y almacenamiento provisional de residuos nucleares en Vlissingen , [63] que almacena los residuos producidos en su única planta de energía nuclear restante después de que son reprocesados por Areva NC [64] en La Hague , Manche , Normandía , Francia . Hasta que el gobierno holandés decida qué hacer con los residuos, permanecerán en COVRA, que actualmente tiene una licencia para operar por cien años. A principios de 2017, no hay planes para una instalación de eliminación permanente.
En Rusia, el Ministerio de Energía Atómica ( Minatom ) es responsable de 31 reactores nucleares que generan alrededor del 16% de su electricidad. [38] Minatom también es responsable del reprocesamiento y la eliminación de desechos radiactivos, incluidas más de 25.000 toneladas (55 millones de libras) de combustible nuclear gastado en almacenamiento temporal en 2001.
Rusia tiene una larga historia de reprocesamiento de combustible gastado para fines militares, y anteriormente planeó reprocesar combustible gastado importado, posiblemente incluyendo algunas de las 33.000 toneladas (73 millones de libras) de combustible gastado acumulado en sitios en otros países que recibieron combustible de los EE. UU., que Estados Unidos originalmente se comprometió a recuperar, como Brasil, la República Checa, India, Japón, México, Eslovenia, Corea del Sur, Suiza, Taiwán y la Unión Europea. [65] [66]
En 1991, una ley de protección del medio ambiente prohibió la importación de material radiactivo para su almacenamiento o entierro a largo plazo en Rusia, pero el Parlamento ruso aprobó una legislación controvertida para permitir las importaciones para su almacenamiento permanente, que fue firmada por el presidente Putin en 2001. [65] A largo plazo, el plan ruso es la eliminación geológica profunda. [67] La mayor atención se ha prestado a los lugares donde los residuos se han acumulado en el almacenamiento temporal de Mayak, cerca de Chelyabinsk en los Montes Urales, y en el granito de Krasnoyarsk en Siberia.
España tiene cinco centrales nucleares activas con siete reactores que produjeron el 21% de la electricidad del país en 2013. Además, hay residuos de alta actividad heredados de otras dos centrales más antiguas y cerradas. Entre 2004 y 2011, una iniciativa bipartidista del Gobierno español promovió la construcción de un almacén temporal centralizado (ATC), similar al concepto holandés COVRA . A finales de 2011 y principios de 2012 se dio luz verde definitiva, se completaron los estudios preliminares y se compraron terrenos cerca de Villar de Cañas ( Cuenca ) después de un proceso de licitación competitivo. La instalación tendría una licencia inicial de 60 años.
Sin embargo, poco antes de que se iniciara la construcción en 2015, el proyecto se detuvo debido a una combinación de problemas geológicos, técnicos, políticos y ecológicos. A finales de 2015, el Gobierno regional lo consideró "obsoleto" y, en la práctica, "paralizado". A principios de 2017, el proyecto no se ha archivado, pero sigue congelado y no se esperan nuevas acciones en un futuro próximo. Mientras tanto, el combustible nuclear gastado y otros residuos de alta actividad se almacenan en las piscinas de las centrales, así como en los almacenes temporales individualizados in situ de Garoña y Trillo .
A principios de 2017, tampoco se prevé la construcción de una instalación permanente de disposición final de residuos de actividad alta. Los residuos de actividad baja y media se almacenan en la instalación de El Cabril ( Provincia de Córdoba ).
En Suecia , en 2007 había diez reactores nucleares en funcionamiento que producen alrededor del 45% de su electricidad. [38] Otros dos reactores en Barsebäck se cerraron en 1999 y 2005. [68] Cuando se construyeron estos reactores, se esperaba que su combustible nuclear se reprocesara en un país extranjero y que los desechos del reprocesamiento no se devolvieran a Suecia. [69] Más tarde, se contempló la construcción de una planta de reprocesamiento nacional, pero no se ha construido.
La aprobación de la Ley de Estipulación de 1977 transfirió la responsabilidad de la gestión de los residuos nucleares del gobierno a la industria nuclear, exigiendo a los operadores de los reactores que presentaran un plan aceptable para la gestión de los residuos con "absoluta seguridad" para obtener una licencia de operación. [70] [71] A principios de 1980, después de la fusión del reactor de Three Mile Island en los Estados Unidos, se celebró un referéndum sobre el uso futuro de la energía nuclear en Suecia. A finales de 1980, después de un referéndum de tres preguntas que produjo resultados mixtos, el Parlamento sueco decidió eliminar gradualmente los reactores existentes para 2010. [72] El 5 de febrero de 2009, el Gobierno de Suecia anunció un acuerdo que permitía la sustitución de los reactores existentes, poniendo fin de manera efectiva a la política de eliminación gradual. En 2010, el gobierno sueco abrió la construcción de nuevos reactores nucleares. Las nuevas unidades sólo se pueden construir en las centrales nucleares existentes, Oskarshamn, Ringhals o Forsmark, y sólo para sustituir uno de los reactores existentes, que tendrá que apagarse para que el nuevo pueda ponerse en marcha.
La Compañía Sueca de Gestión de Combustible y Residuos Nucleares (Svensk Kärnbränslehantering AB, conocida como SKB) fue creada en 1980 y es responsable de la eliminación final de los residuos nucleares allí. Esto incluye el funcionamiento de una instalación de almacenamiento recuperable monitoreada, la Instalación Central de Almacenamiento Provisional para Combustible Nuclear Gastado en Oskarshamn , a unos 240 kilómetros (150 millas) al sur de Estocolmo en la costa del Báltico; el transporte de combustible gastado; y la construcción de un repositorio permanente. [73] Las empresas de servicios públicos suecas almacenan el combustible gastado en el sitio del reactor durante un año antes de transportarlo a la instalación en Oskarshamn, donde se almacenará en cavernas excavadas llenas de agua durante unos 30 años antes de su traslado a un repositorio permanente.
El diseño conceptual de un depósito permanente se determinó en 1983, lo que exigía la colocación de contenedores de hierro revestidos de cobre en un lecho de roca de granito a unos 500 metros (1.600 pies) bajo tierra, por debajo del nivel freático, en lo que se conoce como el método KBS-3 . El espacio alrededor de los contenedores se rellenará con arcilla bentonita . [73] Después de examinar seis posibles ubicaciones para un depósito permanente, se nominaron tres para una mayor investigación, en Osthammar , Oskarshamn y Tierp . El 3 de junio de 2009, Swedish Nuclear Fuel and Waste Co. eligió una ubicación para un vertedero de residuos de nivel profundo en Östhammar, cerca de la central nuclear de Forsmark. La solicitud para construir el depósito fue presentada por SKB 2011, [ necesita actualización ] y fue aprobada por el Gobierno sueco el 27 de enero de 2022. [74]
Suiza tiene cinco reactores nucleares que proporcionan alrededor del 43% de su electricidad alrededor de 2007 (34% en 2015). [38] Parte del combustible nuclear gastado suizo se ha enviado para su reprocesamiento en Francia y el Reino Unido; la mayor parte del combustible se almacena sin reprocesamiento. Una organización propiedad de la industria, ZWILAG, construyó y opera una instalación central de almacenamiento provisional para combustible nuclear gastado y desechos radiactivos de alto nivel, y para acondicionar desechos radiactivos de bajo nivel e incinerar desechos. Otras instalaciones de almacenamiento provisional anteriores a ZWILAG siguen funcionando en Suiza.
El programa suizo está estudiando opciones para la ubicación de un depósito profundo para la eliminación de desechos de alta radiactividad y de baja y media actividad. La construcción de un depósito no está prevista hasta bien entrado este siglo. La investigación sobre rocas sedimentarias (especialmente arcilla Opalinus) se lleva a cabo en el laboratorio suizo de rocas Mont Terri; el sitio de pruebas de Grimsel, una instalación más antigua en roca cristalina, también sigue en activo. [75]
En 2007, el Reino Unido tiene 19 reactores operativos, que producen alrededor del 20% de su electricidad. [38] Procesa gran parte de su combustible gastado en Sellafield , en la costa noroeste frente a Irlanda, donde los desechos nucleares se vitrifican y se sellan en contenedores de acero inoxidable para su almacenamiento en seco sobre la tierra durante al menos 50 años antes de su eventual eliminación geológica profunda. Sellafield tiene un historial de problemas ambientales y de seguridad, incluido un incendio en una planta nuclear en Windscale y un incidente significativo en 2005 en la planta principal de reprocesamiento (THORP). [76]
En 1982 se creó la Dirección Ejecutiva de Gestión de Residuos Radiactivos de la Industria Nuclear (NIREX, por sus siglas en inglés), encargada de la eliminación de los residuos nucleares de larga duración [77] y en 2006 un Comité de Gestión de Residuos Radiactivos (CoRWM, por sus siglas en inglés) del Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales recomendó la eliminación geológica a 200–1000 metros (660–3280 pies) bajo tierra. [78] La NIREX desarrolló un concepto de depósito genérico basado en el modelo sueco [79], pero aún no ha seleccionado un sitio. Una Autoridad de Desmantelamiento Nuclear es responsable de envasar los residuos del reprocesamiento y, en última instancia, liberará a British Nuclear Fuels Ltd. de la responsabilidad de los reactores de potencia y la planta de reprocesamiento de Sellafield. [80]
Las 18 centrales nucleares en funcionamiento en Canadá generaron alrededor del 16% de su electricidad en 2006. [81] En 2002, el Parlamento canadiense promulgó una ley nacional sobre residuos de combustible nuclear , que obliga a las empresas de energía nuclear a crear una organización de gestión de residuos para proponer al Gobierno de Canadá enfoques para la gestión de los residuos nucleares y la aplicación de un enfoque seleccionado posteriormente por el Gobierno. La ley define la gestión como "la gestión a largo plazo mediante el almacenamiento o la eliminación, incluidos el manejo, el tratamiento, el acondicionamiento o el transporte con fines de almacenamiento o eliminación". [82]
La Organización de Gestión de Residuos Nucleares (NWMO) resultante llevó a cabo un amplio estudio de tres años y consultó a los canadienses. En 2005, recomendó la Gestión Adaptativa por Fases, un enfoque que enfatizaba tanto los métodos técnicos como los de gestión. El método técnico incluía el aislamiento y contención centralizados del combustible nuclear gastado en un depósito geológico profundo en una formación rocosa adecuada, como el granito del Escudo Canadiense o rocas sedimentarias del Ordovícico . [83] También se recomendó un proceso de toma de decisiones por fases respaldado por un programa de aprendizaje, investigación y desarrollo continuos.
En 2007, el gobierno canadiense aceptó esta recomendación y se le encargó a la NWMO que la implementara. No se definió un plazo específico para el proceso. En 2009, la NWMO estaba diseñando el proceso para la selección del sitio; se esperaba que la selección del sitio tomara 10 años o más. [84] Se espera que la selección del sitio entre las dos comunidades anfitrionas potenciales (Ingace, Ontario / South Bruce, Ontario) esté completa para el otoño de 2024 [85].
La Ley de Política de Residuos Nucleares de 1982 estableció un calendario y un procedimiento para la construcción de un depósito subterráneo permanente para residuos radiactivos de alto nivel para mediados de la década de 1990, y previó un almacenamiento temporal de residuos, incluido el combustible gastado de 104 reactores nucleares civiles que producen alrededor del 19,4% de la electricidad allí. [38] En abril de 2008, Estados Unidos tenía alrededor de 56.000 toneladas (120 millones de libras) de combustible gastado y 20.000 botes de residuos sólidos relacionados con la defensa, y se espera que esta cifra aumente a 119.000 toneladas (260 millones de libras) para 2035. [86] Estados Unidos optó por el depósito de residuos nucleares de Yucca Mountain , un depósito final en Yucca Mountain en Nevada , pero este proyecto fue ampliamente rechazado, y algunas de las principales preocupaciones eran el transporte de residuos a larga distancia desde todo Estados Unidos hasta este sitio, la posibilidad de accidentes y la incertidumbre del éxito en aislar los residuos nucleares del entorno humano a perpetuidad. Se esperaba que Yucca Mountain, con capacidad para 70.000 toneladas (150 millones de libras) de residuos radiactivos, abriera en 2017. Sin embargo, la Administración Obama rechazó el uso del sitio en la propuesta de Presupuesto Federal de los Estados Unidos de 2009 , que eliminó todos los fondos excepto los necesarios para responder a las consultas de la Comisión Reguladora Nuclear , "mientras la Administración diseña una nueva estrategia hacia la eliminación de residuos nucleares". [87] El 5 de marzo de 2009, el Secretario de Energía Steven Chu dijo en una audiencia del Senado que "el sitio de Yucca Mountain ya no era visto como una opción para almacenar desechos de reactores". [86] [88] A partir de 1999, los desechos nucleares generados por los militares se están sepultando en la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos en Nuevo México.
Dado que la fracción de átomos de un radioisótopo que se desintegra por unidad de tiempo es inversamente proporcional a su vida media, la radiactividad relativa de una cantidad de desechos radiactivos humanos enterrados disminuiría con el tiempo en comparación con los radioisótopos naturales, como las cadenas de desintegración de 120 millones de megatoneladas (260 cuatrillones de libras) de torio y 40 millones de megatoneladas (88 cuatrillones de libras) de uranio, que se encuentran en concentraciones relativamente traza de partes por millón cada una sobre la masa de 30.000 cuatrillones de toneladas (66.000.000 cuatrillones de libras) de la corteza. [89] [90] [91] Por ejemplo, durante un período de miles de años, después de que los radioisótopos de vida media corta más activos se desintegraran, enterrar los desechos nucleares estadounidenses aumentaría la radiactividad en los 610 metros (2000 pies) superiores de roca y suelo en los Estados Unidos (10 millones de kilómetros cuadrados, 3,9 millones de millas cuadradas) en aproximadamente 1 parte en 10 millones sobre la cantidad acumulada de radioisótopos naturales en ese volumen, aunque las inmediaciones del sitio tendrían una concentración mucho mayor de radioisótopos artificiales bajo tierra que ese promedio. [92]
En un memorando presidencial del 29 de enero de 2010, el presidente Obama creó la Comisión Blue Ribbon sobre el futuro nuclear de Estados Unidos (la comisión). [93] La comisión, compuesta por quince miembros, realizó un amplio estudio de dos años sobre la eliminación de residuos nucleares, lo que se conoce como la "parte final" del proceso de energía nuclear. [93] La comisión creó tres subcomités: Tecnología de reactores y ciclo del combustible, Transporte y almacenamiento, y Eliminación. [93] El 26 de enero de 2012, la Comisión presentó su informe final al Secretario de Energía Steven Chu. [94] En el informe final del Subcomité de Eliminación, la Comisión no emite recomendaciones para un sitio específico, sino que presenta una recomendación integral para las estrategias de eliminación. Durante su investigación, la Comisión visitó Finlandia, Francia, Japón, Rusia, Suecia y el Reino Unido. [95] En su informe final, la Comisión presentó siete recomendaciones para desarrollar una estrategia integral a seguir: [95]
La administración Biden ha recomendado la categorización de los residuos según el nivel de radiactividad en lugar de la fuente de los residuos, lo que permitiría nuevos planes de gestión. [96]
Aunque Australia no tiene ningún reactor nuclear, Pangea Resources consideró la posibilidad de ubicar un depósito internacional en el interior de Australia del Sur o Australia Occidental en 1998, pero esto estimuló la oposición legislativa en ambos estados y en el Senado nacional australiano durante el año siguiente. [97] Posteriormente, Pangea cesó sus operaciones en Australia, pero resurgió como Pangea International Association y en 2002 se convirtió en la Asociación para el Almacenamiento Subterráneo Regional e Internacional con el apoyo de Bélgica, Bulgaria, Hungría, Japón y Suiza. [98] Uno de los directores de las tres empresas ha presentado un concepto general para un depósito internacional. [99] Rusia ha expresado su interés en servir como depósito para otros países, pero no prevé el patrocinio o el control por parte de un organismo internacional o un grupo de otros países. Sudáfrica, Argentina y China occidental también se han mencionado como posibles ubicaciones. [57] [100]
En la UE, COVRA está negociando un sistema de eliminación de residuos a escala europea con vertederos únicos que puedan ser utilizados por varios países de la UE. Esta posibilidad de almacenamiento a escala de la UE se está investigando en el marco del programa SAPIERR-2. [101]
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