El almacenamiento en contenedores secos es un método de almacenamiento de residuos de alta radiactividad , como el combustible nuclear gastado que ya se ha enfriado en una piscina de combustible gastado durante al menos un año y, a menudo, hasta diez años. [1] [2] Los contenedores suelen ser cilindros de acero que se cierran soldados o atornillados . Las barras de combustible en el interior están rodeadas de gas inerte . Idealmente, el cilindro de acero proporciona una contención hermética del combustible gastado. Cada cilindro está rodeado de acero adicional, hormigón u otro material para proporcionar protección contra la radiación a los trabajadores y al público.
Existen varios diseños de sistemas de contenedores de almacenamiento en seco. En algunos diseños, los cilindros de acero que contienen el combustible se colocan verticalmente en una bóveda de hormigón; en otros diseños, los cilindros se orientan horizontalmente. [3] Las bóvedas de hormigón proporcionan protección contra la radiación. Otros diseños de contenedores orientan el cilindro de acero verticalmente sobre una losa de hormigón en un sitio de almacenamiento de contenedores secos y utilizan cilindros exteriores tanto de metal como de hormigón para la protección contra la radiación. Hasta 2024/25, no había ninguna instalación de almacenamiento permanente a largo plazo en ningún lugar del mundo, y la mayoría de los países todavía no tienen una instalación; el almacenamiento en contenedores secos está diseñado como una solución provisional más segura que el almacenamiento en piscinas de combustible gastado.
Algunos de los diseños de contenedores se pueden utilizar tanto para el almacenamiento como para el transporte. Tres empresas ( Holtec International , NAC International y Areva-Transnuclear NUHOMS) están comercializando instalaciones independientes de almacenamiento de combustible gastado (ISFSI, por sus siglas en inglés) basadas en un contenedor multiusos sin protección que se transporta y almacena en módulos de almacenamiento protegidos verticales u horizontales in situ construidos con acero y hormigón.
Durante la década de 2000, el almacenamiento en barriles secos se utilizó en Estados Unidos, Canadá, Alemania, Suiza, España, Bélgica, Reino Unido, Japón, Armenia, Argentina, Bulgaria, República Checa, Hungría, Corea del Sur, Rumania, Eslovaquia, Ucrania y Lituania. [4] [5] [6]
En Rusia se está implantando un sistema similar, pero se basa en "compartimentos de almacenamiento" en una única estructura, en lugar de barriles individuales.
En 2017, la francesa Areva presentó el sobreenvase avanzado para almacenamiento de combustible nuclear usado NUHOMS Matrix, un sistema de alta densidad para almacenar múltiples barras de combustible gastado en contenedores. [7]
A finales de los años 1970 y principios de los años 1980, la necesidad de almacenamiento alternativo en los Estados Unidos comenzó a crecer cuando las piscinas de enfriamiento de muchos reactores nucleares comenzaron a llenarse con combustible gastado almacenado. Como no había una instalación nacional de almacenamiento nuclear en funcionamiento en ese momento, las empresas de servicios públicos comenzaron a buscar opciones para almacenar combustible gastado. Se determinó que el almacenamiento en contenedores secos era una opción práctica para el almacenamiento de combustible gastado y preferible a dejar grandes concentraciones de combustible gastado en tanques de enfriamiento. La primera instalación de almacenamiento en seco en los EE. UU. fue autorizada por la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) en 1986 en la Planta de Energía Nuclear de Surry en Virginia . El combustible gastado se almacena actualmente en sistemas de contenedores secos en un número cada vez mayor de sitios de plantas de energía, y en una instalación provisional ubicada en el Laboratorio Nacional de Idaho cerca de Idaho Falls, Idaho . La NRC estimó que muchas de las plantas de energía nuclear en los Estados Unidos se quedarán sin espacio en sus piscinas de combustible gastado para 2015, lo que muy probablemente requerirá el uso de algún tipo de almacenamiento temporal. [8] Se esperaba que Yucca Mountain, en Nevada, abriera en 2017. Sin embargo, el 5 de marzo de 2009, el Secretario de Energía Steven Chu reiteró en una audiencia del Senado que el sitio de Yucca Mountain ya no se consideraba una opción para almacenar desechos de reactores. [9]
Las directrices de la NRC de 2008 exigen que los combustibles hayan pasado al menos cinco años en un depósito de almacenamiento antes de ser trasladados a contenedores secos. La norma de la industria es de unos diez años. [2] [10] La NRC describe los contenedores secos utilizados en los EE. UU. como "diseñados para resistir inundaciones, tornados, proyectiles, temperaturas extremas y otros escenarios inusuales". [10]
A finales de 2009, 13.856 toneladas métricas de combustible comercial gastado (o aproximadamente el 22%) estaban almacenadas en contenedores secos. [2]
En la década de 1990, la NRC tuvo que “tomar medidas reiteradas para solucionar las soldaduras defectuosas en los contenedores secos que provocaban grietas y problemas de garantía de calidad; el helio se había filtrado en algunos contenedores, lo que aumentaba las temperaturas y causaba una corrosión acelerada del combustible”. [11]
Con la reducción del presupuesto federal para el depósito de residuos nucleares de Yucca Mountain en Nevada, se están cargando más residuos nucleares en contenedores metálicos sellados llenos de gas inerte. Muchos de estos contenedores se almacenarán en regiones costeras o junto a lagos donde existe un ambiente de aire salado, y el Instituto Tecnológico de Massachusetts está estudiando cómo se comportan estos contenedores secos en entornos salinos. El agrietamiento relacionado con la corrosión podría ocurrir en 30 años o menos, y la NRC está estudiando si los contenedores pueden usarse durante 100 años, como algunos esperan. [12]
Según el sitio web de la NRC en 2023, el combustible gastado almacenado en contenedores secos de la planta de energía Diablo Canyon en California no muestra signos de corrosión después de más de una década de almacenamiento y parece ser capaz de durar 1800 años antes de sucumbir a la corrosión. [13] Los videos de la empresa, que cubren los procesos y el manejo remoto, desde la carga inicial de combustible hasta la remoción y el eventual almacenamiento en contenedores secos, se pueden ver en varios dominios de alojamiento de videos. [14] [15]
En Canadá se ha utilizado el almacenamiento en seco sobre el suelo. Ontario Power Generation está construyendo una instalación de almacenamiento en seco en barriles [16] en su sitio de Darlington , que será similar en muchos aspectos a las instalaciones existentes en la central nuclear de Pickering y la central nuclear de Bruce . La central nuclear de Point Lepreau de NB Power y la central nuclear de Gentilly de Hydro-Québec también operan instalaciones de almacenamiento en seco. [17]
En Ahaus se encuentra una instalación de almacenamiento centralizada que utiliza barriles secos . [18] En 2011, albergaba 311 barriles: 305 del reactor de alta temperatura de torio , 3 de la central nuclear de Neckarwestheim y 3 de la central nuclear de Gundremmingen . [18] El transporte desde Gundremmingen hasta el sitio de Ahaus se encontró con una considerable protesta pública y los operadores de la planta de energía y el gobierno acordaron más tarde ubicar dichos barriles en las centrales eléctricas. [18]
CASTOR ( contenedor para almacenamiento y transporte de material radiactivo ) es una marca registrada de contenedores secos que se utilizan para almacenar combustible nuclear gastado (un tipo de residuo nuclear ). Los CASTOR son fabricados por Gesellschaft für Nuklear-Service (GNS), un proveedor alemán de servicios nucleares.
CONSTOR es un contenedor utilizado para el transporte y almacenamiento a largo plazo de combustible gastado y residuos de alto nivel, también fabricado por GNS. Sus capas interna y externa son de acero y encierran una capa de hormigón . En 2004 se realizó una prueba de caída de 9 metros del modelo V/TC; los resultados se ajustaron a las expectativas. [19]
En 2008, los funcionarios de la central nuclear de Kozloduy anunciaron su intención de utilizar 34 contenedores CONSTOR en el sitio de la central nuclear de Kozloduy antes de finales de 2010. [20]
El combustible gastado de la central nuclear de Ignalina, ahora cerrada, se colocó en contenedores de almacenamiento CASTOR y CONSTOR durante la década de 2000. [6]
La instalación rusa de almacenamiento en seco de combustible nuclear gastado, HOT-2, en el complejo minero-químico de Zheleznogorsk, en el krai de Krasnoyarsk, en Siberia, no es una instalación de tipo "contenedor" propiamente dicha, ya que está diseñada para albergar el combustible nuclear gastado (tanto VVER como RBMK ) en una serie de compartimentos. La estructura de la instalación está formada por paredes monolíticas de hormigón armado y losas superiores e inferiores, y los compartimentos de almacenamiento propiamente dichos están formados por tabiques de hormigón armado. El combustible se enfriará por convección natural del aire. La capacidad de diseño de la instalación es de 37.785 toneladas de uranio. Actualmente se encuentra en construcción y en proceso de puesta en servicio. [21]
En Ucrania, una instalación de almacenamiento en seco acepta combustible gastado de la central nuclear de Zaporizhia ( reactores VVER-1000 ) de seis unidades desde 2001, lo que la convierte en la instalación de este tipo que más tiempo lleva en servicio en la ex Unión Soviética. El sistema fue diseñado por la ahora extinta Duke Engineering de los Estados Unidos, y los contenedores de almacenamiento se fabrican localmente. [22]
Otro proyecto está en marcha con Holtec International (de los EE. UU.) para construir una instalación de almacenamiento de combustible gastado seco en la planta nuclear de Chernóbil accidentada en 1986 ( reactores RBMK-1000 ). El proyecto se inició inicialmente con Framatome (actualmente AREVA ) de Francia, pero luego se suspendió y finalizó debido a dificultades técnicas. Holtec fue contratada originalmente como subcontratista para deshidratar el combustible gastado, y finalmente se hizo cargo de todo el proyecto. [23] [24]
El almacenamiento en contenedores secos permite que el combustible gastado que ya se ha enfriado en la piscina de combustible gastado durante al menos un año esté rodeado de gas inerte dentro de un contenedor llamado contenedor.
combustible se suele enfriar al menos durante 5 años en la piscina antes de transferirlo al contenedor. La NRC ha autorizado la transferencia a los 3 años; la norma de la industria es de unos 10 años.
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )Generación de energía de Ontario; Instalación de gestión de residuos de Darlington.