La frecuencia de daño al núcleo ( CDF ) es un término utilizado en la evaluación de riesgo probabilístico (PRA) que indica la probabilidad de un accidente que causaría daños graves a un combustible nuclear en el núcleo de un reactor nuclear . [1] [2] [3] Los accidentes por daños al núcleo se consideran extremadamente graves porque el daño grave al combustible en el núcleo impide la eliminación adecuada del calor o incluso el apagado seguro, lo que puede provocar una fusión nuclear . [3] Algunas fuentes sobre CDF consideran que el daño al núcleo y la fusión del núcleo son lo mismo, y se utilizan diferentes métodos de medición entre industrias y naciones, por lo que el valor principal del número CDF está en la gestión del riesgo de accidentes en el núcleo dentro de un sistema y no necesariamente en proporcionar estadísticas a gran escala. [3] [4]
Se realiza una evaluación de los cambios permanentes o temporales en una planta de energía nuclear para evaluar si dichos cambios se encuentran dentro de los criterios de riesgo. Por ejemplo, la probabilidad de daño al núcleo puede aumentar al reemplazar un componente, pero la probabilidad sería aún mayor si ese componente fallara porque no se reemplazó. [4] Las medidas de riesgo, como la frecuencia de daño al núcleo y la frecuencia de liberación temprana de grandes cantidades (LERF), determinan los criterios de riesgo para dichos cambios.
Este análisis de riesgos permite tomar decisiones sobre cualquier cambio dentro de una central nuclear de acuerdo con la legislación, los márgenes de seguridad y las estrategias de desempeño.
Un estudio de 2003 encargado por la Comisión Europea señaló que "las frecuencias de daño al núcleo de 5 × 10 −5 [por año-reactor] son un resultado común" o, en otras palabras, un incidente de daño al núcleo en 20.000 años-reactor. [3] Un estudio de 2008 realizado por el Electric Power Research Institute , la frecuencia estimada de daño al núcleo para la industria nuclear de los Estados Unidos se estima en una vez en 50.000 años-reactor, o 2 × 10 −5 . [5]
Suponiendo que hay 500 reactores en uso en el mundo, las estimaciones CDF anteriores significan que, estadísticamente, se esperaría que ocurriera un incidente con daño al núcleo en algún lugar del mundo cada 40 años para la tasa promedio de accidentes estimada por la Comisión Europea en 2003 , o cada 100 años para la tasa promedio de accidentes estimada por el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica en 2008.
Según un informe de 2011 del Consejo de Defensa de los Recursos Naturales, se han acumulado alrededor de 14.400 años de reactor de operación comercial en todo el mundo para 582 reactores. De estos 582 reactores, 11 han sufrido daños graves en el núcleo. [6] Estos datos históricos dan como resultado una tasa de accidentes promedio para el período de 1954 a 2011 de 1 cada 1.309 años de reactor (7,6 × 10 −4 por año de reactor CDF). En cinco de estos accidentes, el daño fue lo suficientemente leve como para que el reactor fuera reparado y reiniciado.
Durante el terremoto de 2011 y el tsunami de más de 15 metros resultante en la costa este de Japón , la planta de energía nuclear Fukushima I sufrió daños en el núcleo de tres de sus seis reactores después de que los sistemas de enfriamiento de emergencia del núcleo fallaran debido a las condiciones extremas más allá de la base de diseño . Es decir, las plantas de Fukushima no consideraron un tsunami de más de 3,1 metros (10 pies) en su diseño original. [7] Estos reactores eran reactores General Electric BWR-3 y BWR-4 dentro de diseños de contención Mark I , lo cual es común en los Estados Unidos. Sin embargo, todos estos tipos de plantas tienen diseños diferentes debido a las regulaciones, las preferencias individuales de los servicios públicos y la ubicación de la construcción. En 1995, Sandia National Laboratories estimó que los reactores individuales BWR-3 y BWR-4 en los Estados Unidos tienen una frecuencia de daño al núcleo entre 10 −4 y 10 −7 . [8]