La gestión de los residuos radiactivos es una cuestión importante desde el punto de vista ambiental y económico. La próxima década afronta el cierre de muchas centrales nucleares en todo el mundo, entre ellas las siete que aún funcionan en España. Una correcta y eficiente clasificación de estos residuos es vital si tenemos en cuenta que el espacio para ubicarlos es muy limitado. En este campo, un grupo de investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universitat de València) hemos desarrollado un sistema que ayuda a clasificar los residuos generados en el desmantelamiento de centrales nucleares y que permitirá reducir costes y volumen de almacenamiento. El sistema, desarrollado junto con la empresa pública encargada de gestionar los residuos, ENRESA, se ha probado con éxito en el desmantelamiento de la central nuclear José Cabrera, más conocida como Zorita (Guadalajara).
El sistema, denominado GUALI (Gamma Unit Advanced Location Imager), consiste en un dispositivo portátil compuesto por un detector de cristal centellador acoplado a un fotosensor sensible a la posición que detecta la radiación gamma procedente de los isótopos radiactivos y determina su distribución mediante espectrometría gamma. Al combinar estos datos con los de una cámara frontal para determinar las coordenadas espaciales, GUALI permite ubicar las zonas más activas dentro de los contenedores donde se almacenan los residuos generados en el desmantelamiento de la central. Hasta ahora, los detectores utilizados en esta fase del proceso solo son capaces de distinguir los isótopos radiactivos presentes, asumiendo una actividad homogénea en todo el contenedor.
En la gestión de residuos nucleares el volumen de los mismos importa. De las 100.000 toneladas generadas en el desmantelamiento de la central José Cabrera (Zorita), 9.000 se catalogaron como residuos radiactivos. Estos se clasifican según su actividad: los de alta actividad, que incluyen elementos con periodos de desintegración superiores a 30 años (combustible nuclear y componentes del reactor), se ubican durante unos años en terrenos de la propia central en un Almacén Temporal Individualizado (ATI), a la espera de resolver la ubicación del Almacén Temporal Centralizado (ATC) que acogerá el conjunto de estos residuos a nivel nacional. Los residuos de media y baja actividad (RBMA) y los de muy baja actividad (RBBA), la gran mayoría procedentes del desmantelamiento de las centrales nucleares (tierra y materiales de construcción), se almacenan en las instalaciones de ENRESA en El Cabril (Córdoba), que se encuentran ya casi al 80% de su capacidad.
Es por este motivo por lo que es tan importante conocer con detalle cómo se distribuyen los radioisótopos en los contenedores y posibilitar que éstos contengan material radiactivo con actividades lo más homogéneas posibles. GUALI permite la caracterización de los isótopos radiactivos y su distribución dentro del contenedor, de manera que permite a los operarios optimizar el llenado del mismo redistribuyendo los materiales a fin de homogeneizar su contenido y optimizar el volumen final del mismo acorde a la clasificación final que determinará su lugar de almacenamiento. Del mismo modo, permite descartar aquellos materiales que no sean susceptibles de ser gestionados como residuos radiactivos.
La portabilidad que permite el diseño del dispositivo facilita su utilización en las diferentes áreas de la central nuclear durante el proceso de desmantelamiento, y de uso autónomo por el equipo de operarios cualificados de ENRESA mediante un software para la visualización en tiempo real de la actividad y distribución espacial de los radioisótopos presentes, así como con un software para el análisis y registro de los datos. Dicha portabilidad permite también su uso en el control de contaminación en estancias y paramentos de la propia central nuclear. El primer prototipo de GUALI se ha probado en el desmantelamiento de la central José Cabrera, la primera en funcionar en España (1968) y la primera donde el proceso se realiza de forma completa (con una duración aproximada de 10 años, de 2010 a 2020).
En la actualidad, seguimos colaborando con ENRESA para continuar adaptando este sistema a las características propias del proceso de caracterización de residuos radiactivos. La siguiente fase de GUALI incluirá mejoras para realizar medidas directamente en las distintas instalaciones de la central nuclear en la fase previa de caracterización de los materiales radiactivos. Estas mejoras se probarán en el desmantelamiento de Santa María de Garoña (Burgos), la última central nuclear en parar donde ENRESA tiene previsto comenzar los trabajos en 2021.
El calendario de cierre de las nucleares en España prevé el cierre escalonado de las siete que aún funcionan en el periodo 2027-2035. Es por tanto fundamental poder optimizar al máximo el proceso de clasificación de los residuos radiactivos generados en estas tareas de desmantelamiento y minimizar el volumen de residuos almacenados en cada uno de los almacenes tanto por su implicación logística como por la reducción del coste que ello implica.
Francisco Albiol Colomer
Investigador del CSIC
Instituto de Física Corpuscular (CSIC-UV)
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Luis Caballero Ontanaya
Investigador del CSIC
Instituto de Física Corpuscular (CSIC-UV)
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César Domingo Pardo
Investigador del CSIC
Instituto de Física Corpuscular (CSIC-UV)
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