Mitos de Chernóbyl

Y por cierto... ¿habría resistido una cúpula de estilo occidental las explosiones que sufrió Chernóbyl-4?

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La central nuclear de Chernóbyl vista desde Pripyat.

Estoy preparando un futuro post, que tardará aún un pelín, sobre lo que sucedió en el reactor nº 4 del complejo electronuclear de Chernóbyl para que se convirtiera en el accidente nuclear más grave de la historia humana a primera hora de la madrugada del 26 de abril de 1986 (INES-7). Sin embargo, veo que es necesario clarificar primero un montón de mitos, falsas concepciones e incluso simples mentiras que se han contado sobre Chernóbyl por parte de personas e intereses muy diversos.

Estas personas e intereses van desde los antinuclearistas hasta la industria nuclear occidental, pasando por la propaganda prosoviética y por la antisoviética, y en general por cualquiera de los juntapalabras habituales. Veamos, pues, algunos de estos mitos de Chernóbyl.

La central nuclear de Chernóbyl era intrínsecamente peligrosa.

Parcialmente cierto, pero casi siempre usado de forma manipuladora.

Los reactores RBMK-1000 –como los de Chernóbyl– tenían unas características de diseño conocidas que permitían embalamientos neutrónicos en regímenes de baja potencia. Específicamente, la característica más peligrosa era su alto coeficiente de reactividad en vacío; es decir, cuánto puede variar la actividad neutrónica cuando se forman vacíos en su seno (típicamente, burbujas de vapor). No es el único reactor con esta característica: los tan populares y seguros CANDU de fabricación canadiense (e incluso algunas versiones de los BWR) también tienen un coeficiente positivo de reactividad en vacío (o equivalente a efectos prácticos); aunque, desde luego, no tan alto.

Debido a esta peculiaridad, tanto los manuales de uso interno, como el Reglamento de Seguridad Nuclear de la Unión Soviética, como la programación del ordenador SKALA que controlaba la central prohibían cualquier operación que pudiera conducir a una de estas excursiones de energía. Había numerosos equipos orientados a prevenirlas integrados en la instalación y, muy específicamente, sistemas computerizados que debían cerrar automáticamente el núcleo si se detectaba uno de estos regímenes de operación de baja potencia.

En el transcurso de las acciones insensatas que condujeron a la explosión del reactor número 4, los directivos al mando de la unidad cometieron más de doscientas violaciones de estos manuales y reglamentos e impidieron por dos veces al menos que el ordenador cerrara automáticamente la instalación como tenía programado para casos semejantes.

Chernóbyl era insegura en el sentido de que no era fail-safe por completo; pero decir que era intrínsecamente peligrosa es como decir que un coche es intrínsecamente peligroso después de quitarle los discos de freno, vaciar el depósito de líquido para la dirección asistida y deshinchar los neumáticos antes de lanzarnos a correr a toda velocidad por una carretera montañosa.

La central estaba construida para compensar esas características de diseño. De hecho, de los quince reactores RBMK-1000 construidos, once siguen en operación hoy en día sin mayores problemas (aunque se les hicieron algunos cambios después del accidente; el más significativo, reducir su coeficiente de reactividad en vacío desde los 4,7β originales a 0,7β). En realidad, sólo se cerraron con el tiempo los cuatro de Chernóbyl más un par de RBMK-1500 y se cancelaron algunos que estaban en construcción por la mala fama que habían tomado; de manera notable, los otros tres reactores en Chernóbyl resistieron sin problemas el accidente nuclear que estaba sucediendo justo a su lado (particularmente el nº 3, casi pegado al 4) y siguieron abiertos muchos años. Durante el cuarto de siglo transcurrido desde entonces, ninguno de los once restantes ha sufrido incidentes significativos. En la foto, la central nuclear de Kursk, prácticamente idéntica a Chernóbyl y actualmente operativa.

La central nuclear de Chernóbyl era vieja, de pobre calidad, obsoleta o estaba mal mantenida.

Falso.

Específicamente el reactor nº 4 de Chernóbyl era una de las instalaciones más modernas de la industria nuclear mundial en su tiempo. Había entrado en servicio en 1983, apenas tres años antes, con tecnologías bastante avanzadas para aquella época.

Es cierto que el concepto del RBMK se derivaba directamente de los primeros reactores soviéticos, originados en los años '50, a diferencia del mucho más avanzado VVER. Pero el RBMK-1000 era un diseño relativamente reciente por aquellas fechas y para nada obsoleto (a menos que consideremos obsoleto un coche de 1983 por el hecho de usar carburador). Como ya mencioné, el resto de centrales equipadas con este modelo no han sufrido ningún otro suceso notable en estos casi veinticinco años.

Más difícil resulta determinar si el complejo estaba mal mantenido; pero no se ha documentado nada al respecto, al menos como causa directa del siniestro, y de hecho éste sucedió durante una compleja prueba de seguridad.

Por si sirve como referencia, el complejo electronuclear de Chernóbyl había ganado varios premios a la productividad y ocupaba una posición líder en la industria nuclear de aquellos tiempos. Incluso se afirma que la presión de este liderazgo fue decisiva en la secuencia de decisiones insensatas que condujeron a la catástrofe. En todo caso, no existe ningún motivo para pensar que fuera una central vieja, de pobre calidad, obsoleta o mal mantenida.

En la foto de la derecha, panel de control del ordenador (SCADA) SKALA que controla las centrales del tipo de Chernóbyl; este, ya poco utilizado en el presente, pertenece a uno de los reactores de la planta nuclear de Leningrado, que sigue también operativa.

En la central nuclear de Chernóbyl se producía plutonio militar, o se estaba experimentando su producción.

Esencialmente falso.

Todos los reactores nucleares producen una pequeña cantidad de plutonio-239 y plutonio-240 como resultado de la alimentación neutrónica del uranio-238, que suele constituir la mayor parte de su combustible (el material fisible es uranio-235, pero el estructural es generalmente uranio-238). Sin embargo, en un reactor civil esta producción de plutonio es intrínsecamente muy pobre, antieconómica y de baja calidad.

El plutonio de grado militar se elabora a partir de la producción de los reactores regeneradores y sobre todo de los reactores regeneradores rápidos (FBR). Estos reactores, que ocupan otro lugar distinto en el ciclo del combustible, producen velozmente grandes cantidades de plutonio a un coste reducido. La Unión Soviética contaba con numerosos reactores de estos tipos en Beloyarsk, Shevchenko (Aktau) y Dmitrovgrado, entre otros lugares. En la actualidad, el reactor BN-600 (operacional) y los BN-800 (en construcción) y BN-1600/1800 (proyectados), en Beloyarsk, son los únicos regeneradores rápidos a escala industrial (no experimental) existentes en el mundo desde el cierre definitivo del Superphénix francés.

De manera crítica, este tipo de reactores están optimizados para la producción del deseado plutonio-239 con una proporción muy baja del indeseable plutonio-240. El plutonio necesario para fabricar armas atómicas sofisticadas es obligatoriamente military grade (pureza superior al 93%) o supergrade (pureza superior al 97%) de plutonio-239, con tan poco -240 como sea posible; separar el uno del otro resulta muy caro y complicado, pues al tratarse de dos isótopos consecutivos del mismo elemento, su comportamiento químico-físico es muy parecido. Por ello, resulta deseable que el reactor produzca ya de por sí mucho plutonio-239 muy limpio. Esta es la especialidad de los reactores FBR como el BN-600. En la foto, la central nuclear de Beloyarsk, provista con uno de estos BN-600.

El RBMK de Chernóbyl tenía una capacidad marginal para la producción de plutonio-239 como efecto secundario de que las barras de combustible se podían sustituir sin parar el reactor, una característica de diseño para optimizar su rentabilidad y disponibilidad. Esto permite retirar el combustible cuando ya ha empezado a formarse el plutonio-239 pero antes de que se empiece a acumular mucho plutonio-240. No obstante, el reactor estaba concebido para la producción eléctrica civil y no para la de plutonio militar. La URSS no necesitaba en 1986 producir más plutonio militar (y más caro y malo) del que ya producía por cientos de toneladas en sus regeneradores rápidos.

Adicionalmente, no existe ningún indicio, documento ni testimonio de que en Chernóbyl se estuviera produciendo más plutonio del que ocurre naturalmente en todos los reactores de esta clase, o se estuviera experimentando con su producción.

En la imagen de la derecha, una muestra de plutonio-239 supergrade al 99,96% antes de su procesamiento metalúrgico; se almacena en forma de anillos para reducir geométricamente su criticalidad. Esta pertenece al Laboratorio Nacional Los Álamos de los Estados Unidos, y con 5,3 kg de masa, contiene material suficiente para construir un arma nuclear moderna. Sí, con eso puedes volar una ciudad.

Chernóbyl fue dañada o destruida por un terremoto.

Falso.

Los seismógrafos de la zona registraron en torno al momento del accidente un terremoto de magnitud 5-6. Esto ha sido utilizado por algunas personas para asegurar que en realidad Chernóbyl-4 estalló a consecuencia de un movimiento sísmico que habría deformado los canales de inserción del grafito moderador en un momento crítico del suceso. Tal mito se originó entre partidarios de la industria nuclear soviética y después se ha extendido a los conspiranoicos del HAARP y demás.

Obviamente, lo que registraron estos seismógrafos fueron las brutales explosiones que destruyeron la instalación. Es más: el tipo de terreno donde se encontraba el complejo de Chernóbyl no permite el desarrollo de terremotos tan fuertes.

Seismograma original obtenido por la estación de Norinsk (a 40 km) en la madrugada del 26 de abril de 1986. Se distinguen claramente los picos ocasionados por la doble explosión, separados 2,7 segundos y equivalentes a un terremoto de magnitud 5-6.

En Chernóbyl-4 se produjo una explosión nuclear.

No es exacto, y en último término resulta esencialmente incorrecto y desorientador.

En Chernóbyl-4 se produjeron dos explosiones principales consecutivas, separadas 2,7 segundos entre sí, acompañadas de un número de detonaciones secundarias más pequeñas.

El embalamiento energético que produjo la primera explosión principal fue obviamente de origen nuclear; pero la explosión en sí fue una detonación de vapor, al hipercalentarse el agua del circuito primario de refrigeración. No hubo reacción en cadena instantánea como la que se da en una bomba atómica, con lo que no se puede hablar de explosión nuclear (que habría sido mucho más potente y devastadora, pero resultaba imposible por el propio diseño del reactor y la manera como sucedió el accidente).

Esencialmente, el reactor se quedó en los últimos instantes sin refrigeración de golpe, cuando el embalamiento neutrónico masivo provocó un fenómeno conocido como flash-boiling. Muy a grandes rasgos, esto significa que el agua del circuito primario pasa instantáneamente a estado gaseoso (vapor de agua), con lo que pierde sus propiedades refrigerantes pero sigue acumulando cada vez más energía hasta que se produce el estallido.

La segunda explosión principal se parece más a una detonación atómica, pero aún así no lo fue. Se trató de una transitoria, una excursión rápida de energía nuclear en una pequeña porción del núcleo. Esto es más similar a un accidente de criticalidad abierta que a una explosión nuclear propiamente dicha (es decir, de criticalidad y reacción en cadena cerradas).

La existencia de una cúpula exterior como la de las centrales occidentales habría contenido el accidente.

Dudoso. Argumento utilizado con frecuencia de forma manipuladora como una verdad indudable.

No se sabe cuánta energía final produjo el embalamiento neutrónico de Chernóbyl-4. Diversos estudios han estimado cifras entre cien y cuatrocientas veces la potencia nominal del reactor, para una energía explosiva equivalente total que oscila desde una hasta cuatro toneladas de TNT (tones) en la primera detonación (la de vapor). La segunda detonación (la excursión nuclear), en cambio, pudo liberar una potencia explosiva equivalente de aproximadamente diez toneladas de TNT (diez tones, unos 40 gigajulios, deducidos a partir de la generación de radioisótopos del xenón durante el evento). 

No resulta evidente por sí mismo que la cúpula característica de las centrales occidentales hubiera sobrevivido a explosiones de este calibre. Estos edificios de contención están generalmente constituidos por paredes de hormigón armado y acero de 0,90 a 2,60 metros de grosor, diseñados para resistir picos de presión entre 4 y 14 atmósferas.

En contra de lo que se ha repetido falsamente una y otra vez, los reactores de Chernóbyl tenían varios niveles de blindaje protector. No tan completo como en ese otro tipo de centrales, pero sí compuesto por sólidos muros de hormigón armado y paredes de acero, niveles de descompresión progresiva, cámaras de arena al boro y agua (desempeñando funciones de drywell y wetwell) y 1.500 toneladas adicionales de defensa biológica; varias de estas protecciones se incorporaron al diseño de las instalaciones RBMK después del peligroso accidente norteamericano en Isla Tres Millas (INES-5), ocurrido siete años antes. Todo ello saltó por los aires durante las explosiones de Chernóbyl como si hubieran sido hojas de papel.

En realidad, hay muchas centrales nucleares en el mundo que no usan la protección exterior integral en cúpula, empezando por las japonesas. La cúpula, en sí, no significa nada: lo importante es la naturaleza y características de la defensa en profundidad en su conjunto, tanto activa como pasiva. Chernóbyl presentaba ciertamente algunas deficiencias en su defensa en profundidad, pero eso no quiere decir que estuviera absurdamente desprotegida como se ha dicho tantas veces. En la imagen de la derecha, podemos ver algunas de las protecciones integradas en los reactores RBMK (clic para ampliar). Abajo, un esquema del edificio de un RBMK-1500 (muy similar al del RBMK-1000) mostrando en trazos gruesos las estructuras de blindaje reforzadas.

Resulta prácticamente imposible determinar cuál fue el pico de presión en Chernóbyl-4, así como la naturaleza y características de los proyectiles propulsados por el interior, y por tanto si una de estas protecciones exteriores en cúpula al estilo occidental lo habría resistido. Sin embargo, podemos hacer la siguiente analogía para orientarnos: una bomba de aviación anti-búnker norteamericana GBU-27 Paveway III con penetrador BLU-109 sólo necesita 240 kg de tritonal o PBXN para atravesar 1,80 metros de hormigón reforzado (más o menos el grosor típico de una de estas cúpulas). El tritonal es básicamente TNT más aluminio en polvo, con una potencia explosiva equivalente al 118% del TNT a secas; es decir: como 283 kg de TNT.

Si la primera explosión de Chernóbyl-4 produjo una energía explosiva de dos toneladas de TNT, tirando por lo bajo, eso son siete veces más que una de estas bombas Paveway anti-búnker. Si la segunda explosión generó una potencia equivalente a diez toneladas de TNT, hablamos de treinta y cinco veces más. Y dentro de una central nuclear no faltan grandes cantidades de metales pesados para actuar de penetradores cuando salen despedidos a alta velocidad, empezando por el propio uranio (el penetrador de las bombas anti-búnkeres y los sabots anti-tanque está frecuentemente formado por... sí, exacto, uranio empobrecido).

Aparecieron fragmentos de las barras de combustible a varios cientos de metros de distancia, después de atravesar limpiamente las 700 toneladas de protección biológica superior y el techo de hormigón armado de la central. Esto invita a pensar que salieron propulsadas en vuelo balístico por las explosiones, a una velocidad muy respetable. De nuevo, resulta imposible determinar si estas barras de combustible –de tres metros de longitud y 185 kilos de masa (el conjunto doble completo)– habrían actuado eficazmente como penetradores de uranio/acero a través de una protección mayor. En la imagen, comparación con dos penetradores típicos para carros de combate:

(Clic para ampliar)

En cuanto a la potencia explosiva equivalente, esto es lo que le hacen diez toneladas de ANFO (menos potente que el TNT, aunque ubicado óptimamente, pero con un rendimiento efectivo en tones menor) a 25.000 metros cúbicos de roca:





Adicionalmente, todas las estructuras en cúpula son mucho más resistentes frente a fuerzas circulando desde el exterior hacia el interior, que frente a fuerzas viajando desde el interior hacia el exterior. Hasta cierto punto, estos edificios de contención son más aptos para proteger al reactor de agresiones exteriores –se suele mencionar como ejemplo la caída de un avión– que para proteger al exterior contra picos de energía producidos en su interior. Esto se puede observar fácilmente tratando de quebrar una cáscara de huevo: hace falta bastante más fuerza para aplastarla apretando sus extremos desde fuera que para romperla apretando por el mismo lugar o cualquier otro desde dentro.

Con una explosión doble del calibre de las que ocurrieron en Chernóbyl-4, la afirmación de que una cúpula al estilo occidental habría sido capaz de contener el accidente no pasa de ser una suposición de probabilidad indeterminada; asegurarlo como verdad absoluta la convierte en una simple manipulación.

Chernóbyl fue saboteada.

Falso.

A lo largo de los años, han aparecido recurrentemente sugerencias de que el reactor nº 4 de Chernóbyl fue saboteado. Sin embargo, no existe ninguna prueba al respecto. La secuencia de acontecimientos está bien documentada a estas alturas, y aunque las acciones delirantes que los operadores aplicaron al reactor constituyen sin duda una especie de sabotaje involuntario a gran escala, no hay motivo alguno para pensar que se trató de un acto deliberado.

La catástrofe de Chernóbyl fue un accidente tecnológico extremadamente complejo, ocurrido en una de las instalaciones más modernas y eficientes de su tiempo; muy alejado de las caricaturas –absurdas– que se suelen ver en los medios de comunicación. Sucedió como resultado de más de veinticuatro horas de manipulaciones insensatas, incluyendo cientos de violaciones del Reglamento de Seguridad Nuclear de la Unión Soviética y la desconexión de las defensas computerizadas que habrían evitado el desastre en varias ocasiones. En último término, fue un monumental error de un personal bajo presión y con cualificaciones inapropiadas, que creía saber lo que hacía y no supo sacar la pata una vez había comenzado a meterla; cosa extremadamente frecuente en muchas catástrofes tecnológicas y en el ser humano en general. Lo veremos en las próximas semanas.