miércoles, 30 de julio de 2014

Energía nuclear II : Seguridad y diseño en las Centrales Nucleares

Es bien sabido el funcionamiento de una central nuclear y como usa la desintegración nuclear para calentar agua y así accionar las turbinas que generarán energía eléctrica. Pero, ¿cuáles son niveles de seguridad y los diferentes sistemas de protección que tiene una Central Nuclear?


Niveles o escalones de seguridad


La seguridad nuclear tiene como objetivo reducir la probabilidad de que ocurra un accidente y mitigar sus consecuencias, caso de que ese accidente se produjera; el principio básico en el diseño de una central nuclear se describe como defensa en profundidad expresado en tres  niveles o escalones de seguridad:
  • Primer escalón: consiste en impedir la desviación respecto al funcionamiento normal, es decir en hacer estable el funcionamiento de las centrales, para lo que éstas se diseñan, construyen y operan con arreglo a niveles de calidad y prácticas de ingeniería adecuadas.
  • Segundo escalón: su finalidad es detectar e interrumpir las desviaciones, respecto a las condiciones de funcionamiento normal, para evitar que los incidentes operacionales que puedan ocurrir se agraven hasta convertirse en condiciones de accidente.
  • Tercer escalón: se supone que, aunque sea muy improbable, es posible que ciertos incidentes operacionales no sean interrumpidos por los escalones precedentes, por lo que se incorporan equipos y procedimientos adicionales para controlar las condiciones de accidente resultantes, evitando que se produzcan daños al núcleo y la liberación al medio ambiente de material radiactivo.

Otros factores de protección


Después del tercer escalón existen otros factores que contribuyen a la protección del público y del personal del emplazamiento, como:
  • La incorporación a la central de elementos complementarios específicos para mitigar las consecuencias de sucesos de muy baja probabilidad que excedan las bases de diseño (accidentes severos o accidentes con daño al núcleo).
  • La aplicación de planes de emergencia, incluyendo distintas medidas de protección a las personas.
El objetivo más importante en el diseño y en la construcción de una central nuclear es asegurar que todas las radiaciones e isótopos radiactivos, contenidos fundamentalmente en el interior del reactor y consistentes en productos de fisión, se mantienen confinados. Además otro objetivo importante consiste en que los vertidos al medio ambiente estén bajo un cuidadoso control y que las cantidades vertidas se midan y se mantengan dentro del rango de los valores considerados como aceptables.
La emisión de radiación hacia el exterior de la central se controla con el empleo de blindajes con suficiente espesor para absorber las radiaciones emitidas.

Múltiples barreras de seguridad


El escape de materiales radiactivos se evita mediante el empleo de barreras de seguridad múltiples; cada una de las cuales contiene a las anteriores. Así, antes de que un material radiactivo se vierta accidentalmente al exterior ha de superar las sucesivas barreras de contención. En principio se pueden considerar las siguientes:
  • La vaina que envuelve las pastillas combustibles.
  • El circuito primario (o barrera de presión).
  • La contención.
A veces se considera como la primera barrera la propia pastilla de combustible, al tratarse de un material cerámico. Pero una visión más rigurosa de la realidad considera la pastilla sólo como una barrera parcial.
Para controlar el funcionamiento del reactor existen una serie de sistemas de accionamiento de las barras de control, así como sistemas de instrumentación que permiten vigilar su comportamiento y medir los valores de los parámetros característicos (flujo de neutrones, temperaturas, presión, nivel del refrigerante en la vasija, etc.): son los sistemas de control del reactor.
Todos los parámetros vitales del reactor y los sistemas asociados tienen establecidos unos valores límites, de tal manera que al superarse cualquiera de ellos, se produce de manera automática la parada del reactor por la rápida inserción de las barras de control (a este fenómeno se le llama "disparo"); esta actuación se produce en el denominado sistema de protección del reactor, que, asimismo, produce el arranque automático de sistemas de seguridad (refrigeración, ventilación, alimentación eléctrica, aislamiento del edificio de contención,...) en caso de darse unas condiciones predeterminadas. El núcleo del reactor está colocado dentro de una vasija gigantesca de acero diseñada para que si ocurre un accidente no salga radiación al ambiente.
Esta vasija junto con el generador de vapor están colocados en un edificio construido con grandes medidas de seguridad con paredes de hormigón armado de uno a dos metros de espesor diseñadas para soportar terremotos, huracanes y hasta colisiones de aviones que chocaran contra él.

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