La pizarra de Yuri: energía nuclear
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jueves, 27 de mayo de 2010

Así funciona un arma nuclear.

¿Qué hay en unas pelotas de metal pulido y una bolsa de polvo blancuzco para que sean capaces de aniquilar una gran ciudad?

La gente suele tener dos reacciones cuando observa por primera vez las tripas de un arma termonuclear, no necesariamente excluyentes entre sí. La primera es el sobrecogimiento: hasta el más zoquete intuye que no se halla ante una cosa corriente, sino ante un poder inquietante, asombroso y letal. La segunda es la decepción, porque aquello tiene las pintas de una poca chatarrería como la que podrías encontrar en cualquier garaje. Cuencos, tubos y aros de metal pulido. Moldes de una especie de gel amarillento, que recuerdan vagamente a las formas de un balón de fútbol. Otros, de poliestireno (sí, poliestireno común). Y los consabidos cables y circuititos electrónicos. Todo lo cual cabe perfectamente encima de una mesa cualquiera.

Entonces, el cachondo de tu guía podría decirte: "no, no, lo que explota es eso de ahí". Y tú mirarías, claro. Ahí, dentro de unos contenedores similares a neveras de camping, verías tres tipos de objetos. El primero, unas esferas metálicas pulidas muy parecidas a bolas de petanca. El segundo, una bolsa de polvo blanco. El tercero, una especie de termo de café pequeño.

–¿Eso es todo? –preguntarías, quizás.
–Eso es todo –te contestarían.
–¿Con eso puedo matar a cinco millones de personas?
–Como si jamás hubieran existido.

Si eres del tipo valiente o al menos curioso, a lo mejor te daba por acercarte al primero de los objetos. Descubrirías que es sólo lo que parece: pelotas de metal muy pesado, tibio al tacto. Y a lo mejor preguntabas con algún escalofrío en la voz:

–¿Esto es...?
–Sí. Eso es plutonio. Aunque envuelto en berilio.
–¿Y por qué está caliente?
–Porque es radioactivo. Pero no te preocupes: ahora está en fase alfa, no pasa nada.

A menos que seas del tipo especialmente valiente, lo más normal es que apartes la mano en ese mismo instante, claro. Entonces, puede que el graciosillo que te hace de guía te lance a los brazos la bolsa de polvo blanco. Igual te asustas y esperas un golpe, pero cuando te cae en las manos descubres que no pesa nada. Es sólo un polvo tenue, muy fino, muy blanco, inocente. Ni frío, ni caliente, ni fresco, ni tibio. Neutro. Seco. Tu acompañante levanta en su mano el pequeño termo de café y lo pone ante tus ojos.

–¿Y esto qué es? –te atreves a preguntar, aunque con un temblor indefinible desde la coronilla hasta la horcajadura.
–Esto es la materia de la que están hechas las estrellas –te contestan.
–No j*das.
–Lo que oyes. Eso que tienes en las manos es deuteruro de litio. Lo llamamos liddy. Y lo que hay aquí dentro es tritio: un gas. Todo son isótopos del hidrógeno y del litio. Con esto puedes encender una estrella sobre una ciudad.
–Ah.

Es posible que sientas la tentación de dejarlo todo en su sitio y salir corriendo de allí dando educadamente las gracias pero tan deprisa como te permitan tus piernas. O igual te puede la curiosidad –o el morbo, vamos– y te quedas un poquito más. Sólo un poquito más, ¿eh? Por interés cultural. Científico. ¡Nadie lo duda! Tu guía, que seguramente llevará un uniforme militar o una bata blanca, sonríe. Ya eres de los nuestros, piensa. Pero sólo dice:

–¿Te gustaría saber cómo funciona?

Fisión.

El corazón de un arma nuclear moderna es tan solo una esfera hueca de plutonio-239 supergrade al 99% o más, normalmente envuelta en otra concéntrica de berilio. Si es un arma muy avanzada, contendrá menos de tres kilos de plutonio; con lo denso que es, eso te cabe en el puño aunque seas de manos pequeñas. Hueca y todo, no es más grande que una bola de petanca. Si fuera de mediana tecnología, serán unos cuatro o cinco kilos y un poco mayor, como una pelota de voleibol. La bomba de Nagasaki usó 6,2 kg.

Todas estas cifras son inferiores a la masa crítica del plutonio-239 a temperatura y densidad corrientes, que es de aproximadamente diez kilos. Recuerda esto de la temperatura y densidad, porque va a ser importante. ¿Y qué es esto de la masa crítica? La masa crítica es la cantidad de material fisible –normalmente uranio-235 o plutonio-239– necesaria para que éste inicie una reacción en cadena espontánea. Vamos a ver qué es esto de la reacción en cadena.

Todas las sustancias radioactivas son inestables. Esto quiere decir que sus átomos tienden a emitir energía –la radioactividad propiamente dicha– en forma de ondas y partículas (¿recuerdas los fundamentos de mecánica cuántica?). Algunas sustancias, además de radioactivas, son fisionables. Es decir, que los núcleos de sus átomos son tan grandes e inestables que pueden partirse con facilidad y de hecho lo hacen; por ejemplo, el uranio-238 o el plutonio-240. Cuando el núcleo de un átomo se parte, se convierte en núcleos más pequeños y libera energía como estas ondas y partículas.

¿Qué es lo que hace que un núcleo fisione, es decir, se rompa? No gran cosa. Ocurre constantemente en la naturaleza, por simple probabilidad cuántica o cualquier estímulo exterior. Los núcleos grandes e inestables tienden a romperse y, según una determinada probabilidad, lo hacen a todas horas. Por ejemplo, la mayor parte del uranio existente en la naturaleza ha fisionado ya a lo largo de los últimos miles de millones de años, y por eso es tan raro en la actualidad. Esto se llama fisión espontánea, y va ocurriendo a su ritmo. En la imagen de la derecha, un núcleo de uranio-235 absorbe un neutrón, se convierte en uranio-236 altamente inestable y fisiona en dos elementos nuevos, kriptón-92 y bario-141 (sí, como en la transmutación de los alquimistas). Al hacerlo, libera varios neutrones más y una cantidad importante de energía en forma de radiación.

Algunas sustancias en particular, además de radioactivas y fisionables, son fisibles. Fisible significa que fisionan intensamente y además de una manera especial. Lo hacen fragmentándose en núcleos mucho más pequeños y emitiendo neutrones rápidos, muy energéticos (como el núcleo de U-235 de la imagen). Tan energéticos, que desestabilizan rápidamente los demás átomos que haya alrededor. Entonces, estos resultan estimulados para fisionar también, y así una y otra vez, en una reacción en cadena que se va amplificando cada vez más. Los dos elementos más fisibles del universo conocido son el uranio-235 y el plutonio-239. Por eso son los que se usan como combustible en las centrales nucleares. Y como explosivo en las armas atómicas.

Sin embargo, la reacción en cadena se interrumpe rápidamente si no hay bastante material alrededor. Esto se debe al sencillo hecho de que los átomos de la materia están enormemente separados entre sí –la inmensa mayoría de lo que ven tus ojos y tocan tus manos es espacio vacío, aunque no lo parezca–. Por ello, la mayor parte de los neutrones que surgen en estas fisiones espontáneas no llegan a alcanzar otros núcleos fisibles y se pierden hacia el exterior en forma de radiación neutrónica. Es preciso acumular una cierta cantidad de material para que haya muchos núcleos fisibles por todas partes, la probabilidad de que los neutrones alcancen alguno de ellos aumente y la reacción se mantenga a sí misma.

Esto es la masa crítica: la cantidad de material fisible que necesitas acumular para que se produzca una reacción en cadena sostenida. Cuando usas uranio-235, esta cantidad es de 52 kilos. Usando plutonio-239, es de sólo diez kilos. Por eso, las bombas de plutonio son mucho más pequeñas y ligeras que las de uranio, lo que facilita su uso militar práctico. A la izquierda, vemos una masa subcrítica (arriba) donde la mayor parte de los neutrones escapan; una masa crítica (al medio) donde hay reacción en cadena sostenida; y una masa también crítica (abajo) que, a pesar de ser tan pequeña como la primera, está envuelta en un reflector neutrónico (como el berilio) y eso le permite alcanzar criticidad.

Porque, ¡un momento! Hemos dicho que una bomba de plutonio usa 6,2 kg en sus versiones más primitivas y menos de tres en las modernas. Entonces, ¿cómo puede producir una de estas reacciones en cadena? ¡No hay material suficiente!

Aquí radica, precisamente, la genialidad de un arma de fisión. Sí, es genialidad, qué demonio. Por no contener suficiente material para producir una reacción en cadena sostenida, la bomba es segura por completo en condiciones ambientales normales. Puedes usar la pelota de plutonio como bala de cañón y no pasará gran cosa; sólo causarás un poco de contaminación por los alrededores, más tóxica que radioactiva (el plutonio es muy venenoso).

El plutonio es mejor que el uranio por otra razón. Aunque su procesado metalúrgico resulta mucho más difícil que el del uranio –lo que requiere el uso de tecnologías industriales más avanzadas–, su emisión de neutrones por fisión espontánea es baja. Esto significa que tarda más en iniciar la reacción en cadena, pero cuando lo hace, lo hace más de golpe. Más explosivamente, como si dijéramos.

La pequeña explosión, la gran explosión.

En primer lugar, tomamos la esfera hueca de plutonio-239 y la envolvemos en otra concéntrica de berilio. El berilio no es fisionable, ni fisible, ni siquiera radioactivo. Está ahí porque constituye un reflector neutrónico de primera. Es decir: cuando recibe los neutrones rápidos del plutonio que hay dentro, tiende a devolvérselos e incluso añadir unos cuantos más. Esto ayuda a sostener la reacción en cadena, pues los neutrones que escapan de la misma al exterior resultan rebotados de vuelta al interior.

Entonces, tomamos esta esfera hueca de plutonio-berilio y la rodeamos a su vez con un explosivo convencional en una disposición muy similar a las costuras de un balón de fútbol. Hoy por hoy, este explosivo es habitualmente TATB, por tres razones: resulta extremadamente estable –lo que reduce el riesgo de detonación accidental–, la onda de choque que produce es muy simétrica (va a avanzar como una esfera perfecta hacia fuera y hacia adentro; recuerda esto de hacia adentro), y su velocidad de detonación es alta, para completar el proceso muy deprisa. Por lo demás, es un explosivo corriente de la familia de los nitrobencenos / nitrotoluenos (como el TNT).

Antiguamente, pondríamos en el centro de la esfera hueca una bolita de polonio-berilio o algo así, como fuente neutrónica; hoy en día, se usa gas de deuterio/tritio, dos isótopos del hidrógeno. Lo que estamos intentando es, en esencia, ultracomprimir bruscamente la esfera hueca de plutonio de tal modo que quede atrapada entre una fuente neutrónica –la bolita de polonio o el gas– y un reflector de neutrones –la funda de berilio–; de tal modo que aumente enormemente su densidad, su temperatura y su flujo neutrónico. Porque entonces la masa crítica efectiva se reduce de golpe y cae de los diez kilos en condiciones normales a mucho menos de tres kilos, con lo que se volverá supercrítica instantáneamente. ¡Ojo, que esta es la clave! Vamos a explicarlo un poquito mejor:

Dijimos que la masa crítica del plutonio es de unos diez kilos en condiciones normales de densidad y temperatura. Pero resulta que la masa crítica es inversamente proporcional a la densidad, la temperatura y la cantidad de neutrones rápidos que haya circulando por dentro. Cuanto mayor es la densidad, la temperatura y el flujo neutrónico, menor es la masa crítica. Si conseguimos comprimir muy deprisa la esfera hueca de plutonio en forma de una esfera compacta a alta temperatura, presión y flujo neutrónico, el plutonio saltará rápidamente de ser muy subcrítico a ser muy supercrítico, lo que iniciará una reacción en cadena sostenida e instantánea de alta energía hasta que el material se agote o disperse por la propia explosión resultante. Como además –dijimos más arriba– al plutonio le cuesta un poquito empezar a emitir neutrones, cuando empiece a suceder sucederá de golpe, en avalancha, formando un pico de energía más breve pero más intenso que el del uranio. (En la imagen de la izquierda, 5,3 kg de plutonio-239 militar supergrade al 99,96%, antes de su procesado metalúrgico; suficiente para volar una ciudad).

Evidentemente, la manera más práctica de comprimir deprisa un material es rodeándolo con un explosivo de detonación rápida y haciéndolo estallar. Estos eran los moldes de material amarillento que vimos encima de la mesa al principio. Dispuestos alrededor de la esfera de plutonio-berilio y detonados con mucha precisión –para eso eran los cables y circuitos electrónicos– van a provocar una onda de choque esférica y muy rápida que avanzará hacia el exterior –como en cualquier otra explosión– pero también hacia el interior, en lo que denominamos una implosión. De hecho, a toda esta clase de armas se las llama de detonación por implosión.

 
¿Estamos listos para volar algo serio? Pues vamos allá. Atención, porque va a ocurrir todo en pocos microsegundos:
1. Nosotros nos limitamos a activar los detonadores exteriores del explosivo convencional, y ya no tenemos que hacer nada más. De lo único que tenemos que asegurarnos es de que la detonación sea muy precisa, pues de lo contrario la onda de choque será asimétrica y el material no implosionará perfectamente hacia el centro.
2. El explosivo convencional que envuelve la esfera de plutonio-berilio estalla. La parte de la onda de choque que viaja hacia el interior comprime violentamente la esfera hueca hacia su centro geométrico, aumentando su densidad y temperatura a alta velocidad.
3. El hueco interior desaparece. La esfera es ahora sólida y se está ultracomprimiendo contra la fuente neutrónica interior.
4. Si la bomba está bien diseñada y ejecutada, ocurren cinco fenómenos simultáneamente en menos de un microsegundo:
  •  El plutonio se vuelve supercrítico, con lo que ya puede iniciar la reacción en cadena.
  •  La fuente neutrónica del centro se activa por temperatura/presión e inunda instantáneamente el plutonio con neutrones rápidos que lanzan la reacción en cadena por todas partes a la vez.
  •  La reacción en cadena del plutonio se inicia en avalancha. Comienza a producirse energía.
  •  La esfera exterior de berilio rebota los neutrones que intentan escapar de nuevo hacia el interior.
  •  Todo esto coincide con el pico máximo de presión ocasionado por la onda de choque del explosivo convencional, con lo que la reacción, en vez de disgregarse, se concentra cada vez más.
5. Se produce una reacción en cadena instantánea de alta energía durante un cuarto de microsegundo. El centro geométrico del arma salta de golpe a estado plasmático, con una temperatura equivalente a cientos de miles de grados centígrados, con lo que la reacción se embala aún más.
6. Estas reacciones producen una violenta oleada de radiación fotónica electromagnética –luz visible, radiofrecuencia, infrarrojos, gamma, rayos X– que escapan al aire circundante a la velocidad de la luz. Se inicia el destello más brillante que un sol. Conforme la funda de berilio termina de desintegrarse durante otro cuarto de microsegundo, se le unen los neutrones rápidos que escapan de las reacciones en cadena en forma de radiación neutrónica.
7. La energía así generada comienza a disgregar el material y supera por muchos órdenes de magnitud la "energía implosiva" producida por el explosivo convencional, que se torna irrelevante en comparación. El plutonio que no ha fisionado todavía se vuelve de nuevo subcrítico y la reacción en cadena se interrumpe.
En menos de cinco microsegundos, el fenómeno ha finalizado y tenemos un cogollo de alta energía ultraconcentrada que se irradia velozmente en todas direcciones; la mayor parte, a la velocidad de la luz. Cuando esto ocurre dentro de la atmósfera, lo que hay en todas direcciones es, fundamentalmente, aire. Este aire absorbe parte de la radiación ultravioleta, parte de la gamma y casi todos los rayos X.

Como consecuencia, el aire se calienta en forma de una burbuja que se expande a varias decenas de millones de grados centígrados; esto se conoce como esfera isotérmica y brilla como cientos de millones de soles, desintegrando súbitamente todo lo que esté a su alcance. Cualquier persona que mire en su dirección quedará ciega al instante. Unos cien microsegundos después, su temperatura ha descendido a 300.000 ºC y ya sólo brilla como diez millones de soles; entonces, comienza a formarse una onda de choque en su superficie. Esto es la separación hidrodinámica. Esta onda de choque, que echa a correr a cien veces la velocidad del sonido (sí, Mach 100), no sólo transporta una brutal energía cinética sino que calienta por compresión las capas de aire de alrededor hasta unos 30.000 ºC: cinco veces la que hay en la superficie del sol. Todo lo que quede dentro de esta región (unos 220 metros para una bomba de 20 kilotones, menos que Nagasaki) resulta reventado y vaporizado sin importar de qué material estuviera hecho. No existe materia bariónica en el universo conocido capaz de resistir estas temperaturas ni muy remotamente. Estamos en la llamada área de aniquilación.

En este punto, la temperatura va cayendo a unos 3.000 ºC. Esta primera bola de fuego deja de brillar y se vuelve transparente, fenómeno conocido como la ruptura (breakaway). Pero entonces la esfera isotérmica aparece de nuevo por detrás, aún a 8.000 ºC; impacta contra la onda de choque que ha ido perdiendo velocidad y la realimenta violentamente, provocando así una tormenta ígnea en todas direcciones a miles de grados de temperatura y velocidades supersónicas. Es la onda de choque termocinética o segundo pulso, causante de la destrucción extensa típica de las armas nucleares, que en las más potentes puede llegar a decenas de kilómetros. Las personas mueren abrasadas, reventadas y por efecto del colapso de los edificios y el impacto de los proyectiles que vuelan a gran velocidad hacia todas partes (notoriamente, los cristales). Conforme aumenta la distancia, poco a poco, la onda de choque se va disipando (las colinas y otras irregularidades del terreno pueden proteger a lo que haya inmediatamente al otro lado). La cosa no acaba aquí; qué va.

Volvamos al principio. Teníamos un cogollo de alta energía irradiando a su alrededor. Hemos visto lo que ocurre con la parte de esta energía que interactúa con el aire, pero resulta que el aire es transparente al resto. El resto de la energía, pues, viaja libremente a su través hasta chocar con otras cosas sin que nada la pare por el camino, decreciendo sólo con el cuadrado de la distancia (por teoría de campos). Hay una parte de los rayos gamma, por ejemplo, que atraviesa el aire sin más e irradia lo que haya alrededor, incluyendo por supuesto a los seres vivos. A los seres vivos, la radiación gamma masiva les sienta fatal, pero fatal de veras: la tierra se vuelve estéril y la gente y los animales mueren al momento o más tarde, de síndrome radioactivo agudo. Esta es la irradiación directa de un arma nuclear.

¿Te acuerdas de todos esos neutrones que escaparon cuando finalizaba la reacción en cadena?  Bueno, pues esos también llegan detrás, y la radiación neutrónica es extremadamente penetrante. La más penetrante de todas, capaz de atravesar metros de hormigón armado. Bien es cierto que estos interactúan un poco más con el aire... para producir más radiación gamma. Pero los neutrones hacen algo que no hacen las otras formas de radiación: cuando alcanzan los átomos circundantes, los desestabilizan y los vuelven radioactivos también. Y a continuación viene la onda de choque, para pulverizarlos y esparcirlos por todas partes: es la primera fase de la contaminación radiológica, a la que pronto se sumarán los restos de la bomba y los isótopos radioactivos formados al paso de la esfera isotérmica. Cuando la onda de choque cese, la nube en hongo y los vientos terminarán de esparcirlos por todas partes.

¡Volvamos otra vez al principio! Una vez más, sólo una vez más: te lo prometo. La bomba ha emitido también grandes cantidades de energía fotónica/electromagnética en forma de radiofrecuencia, a las que hay que sumar las emisiones de los átomos excitados de la esfera isotérmica. Esto produce varios fenómenos curiosos, que eran en su mayor parte secretos hasta hace poco tiempo. Para empezar, por ejemplo, tenemos los pulsos electromagnéticos; no obstante, cuando la explosión se produce dentro de la atmósfera estos pulsos no llegan muy lejos y sus efectos sobre los equipos eléctricos y electrónicos resultan indistinguibles de la misma destrucción ocasionada por el arma. Sin embargo, también se producen otros más extraños como el oscurecimiento (blackout), que bloquea las ondas hertzianas (y con ellas las transmisiones de radio o televisión, el rádar y demás). Este oscurecimiento radioeléctrico es todavía muy poco conocido a nivel público, pero se sabe que se origina al menos de tres maneras diferentes y puede durar horas o días (hasta que se disipa el aire altamente ionizado).

Así funciona una bomba de fisión como la de Nagasaki y en general las primeras que hicieron los EEUU, la URSS o cualquier otro país. Su principal problema es que existe un límite práctico a la potencia que pueden liberar, directamente dependiente de la cantidad de plutonio que cargue y tu pericia científico-técnica a la hora de extraerle una eficiencia máxima. En el mundo real, resulta impráctico hacer armas de fisión pura con más de quinientos kilotones; y sale antieconómico superar los ochenta o cien (cuatro veces Nagasaki). Además, son muy poco flexibles.



Grapple-Orange Herald (31 de mayo de 1957). Desarrollada por el Reino Unido, fue el dispositivo de fisión más potente detonado jamás: cerca del límite teórico máximo, con 720 kilotones efectivos (cincuenta veces Hiroshima). Las armas de fisión de este calibre son muy costosas e imprácticas.

–¿Y entonces? –le preguntas a tu guía, el simpático.
–Entonces, aprendimos a hacer estrellas –contesta él.
–Creí que me habías dicho que esto ya era como un sol.
–Ah, sí, pero no es un sol de verdad. Los soles de verdad no funcionan así. Son mucho más poderosos. Así que hicimos estrellas de verdad.
–No me lo puedo creer.
–¿Y para qué te crees que es ese polvo blanco que tienes ahí y este termo que tengo yo aquí?
–¿La materia de la que están hechas las estrellas?
–Sí. Y las pesadillas.

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domingo, 16 de mayo de 2010

Mitos de Chernóbyl

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


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.

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domingo, 2 de mayo de 2010

La central nuclear más grande del mundo sigue languideciendo

Después del grave terremoto de 2007, prosigue el desastre económico y propagandístico.



Es la central nuclear más grande del mundo, por la cantidad de energía que puede producir: más que todas las nucleares españolas juntas. También es una de las más modernas, provista con cinco reactores BWR y dos ABWR de General Electric. Hablamos del enorme complejo electronuclear de Kashiwazaki-Kariwa, en Japón; conocida como la central nuclear que se mueve, por hallarse sobre una zona de alto riesgo sísmico desconocida para sus diseñadores. Y desde el terremoto del 16 de julio de 2007, no levanta cabeza. A estas alturas se ha convertido ya en un desastre económico para sus operadores y una pesadilla de relaciones públicas para la industria nuclear mundial.

Kashiwazaki-Kariwa.

El megacomplejo electronuclear de Kashiwazaki-Kariwa se encuentra ubicado en la costa noroccidental de la isla de Honshu, la mayor de las que componen el archipiélago nipón, entre las dos localidades del mismo nombre. Pertenece al 100% a TEPCO, la Compañía Eléctrica de Tokio, que es la tercera empresa eléctrica del mundo después de Électricité de France y E.ON. Toshiba inició la construcción del reactor nº 1 en mayo de 1980, con tecnología norteamericana BWR de General Electric.

Este reactor alcanzó su primera criticidad en septiembre de 1985, cuando Hitachi ya había empezado a construir el nº 5. Durante los siguientes años se construyeron tres BWR más en la planta, todos ellos de un gigawatio (1.100 MW brutos, 1.067 netos). Y el 11 de marzo de 1992, se iniciaba la instalación del reactor nº 6: el primero de la nueva tecnología ABWR de General Electric, y por tanto emblemático. Pronto le seguiría el reactor nº 7, con el mismo diseño. Este último alcanzó la criticalidad en febrero de 1997, convirtiéndose así en la central nuclear más grande y moderna del mundo; avanzadilla y símbolo del renacimiento nuclear frente a las constantes moratorias y cierres que plagan al sector por todo el mundo.

Aún en la actualidad, Kashiwazaki-Kariwa contiene dos de los únicos cuatro reactores de tercera generación ABWR operativos en el mundo (todos están en Japón; se prevé la entrada en servicio de tres más en este país y en Taiwán). Con 1.315 MW de potencia eléctrica unitaria (1.356 brutos), el ABWR es la principal apuesta de General Electric-Hitachi para el siglo XXI, y un esperado sol naciente para toda la industria nuclear occidental, estancada desde hace décadas. Resultará interesante reseñar aquí que, de los 56 reactores atómicos actualmente en construcción por todo el mundo, la mitad son de tecnología rusa o china; y casi las tres cuartas partes están en China, Rusia, Taiwán e India.

Fraude en la seguridad nuclear.

Los primeros problemas para el complejo electronuclear de Kashiwazaki-Kariwa llegaron en 2002, cuando el gobierno japonés denunció a TEPCO por cometer fraudes sistemáticos en las declaraciones y procedimientos de seguridad nuclear. El alcance del fraude era tan monumental que el gobierno no sabía realmente lo que pasaba dentro de Kashiwazaki-Kariwa, lo que condujo a la clausura inmediata de sus siete reactores. El presidente de TEPCO, Nobuya Minami, reconoció antes de dimitir que la compañía había suministrado datos falsos al regulador japonés de seguridad nuclear durante 25 años. 

Más grave aún: durante los cinco años siguientes, diversas investigaciones internas evidenciaron que TEPCO había ocultado numerosos incidentes de seguridad en sus centrales nucleares, incluyendo un incidente de criticalidad en 1978. Como consecuencia de todo esto, tres de los siete reactores de Kashiwazaki-Kariwa permanecieron cerrados durante más de un año, y los cuatro restantes a lo largo de varios meses. La corporación tokiota comenzó a perder dinero con el gigantesco complejo, aunque aún no se manifestó significativamente en su cuenta de resultados. Ante el riesgo de apagones generalizados, el gobierno terminó por autorizar finalmente la reconexión de todos los reactores en 2004.

En medio de semejante escándalo, que en los viejos tiempos habría causado haraquiris a cascoporro, durante este mismo año la zona se vio sacudida por un grave terremoto de magnitud 6.9. Provocó 40 muertos y graves pérdidas materiales por toda la Prefectura de Niigata, pero aparentemente la central nuclear lo resistió sin problemas tal y como estaba diseñada para hacer. Como es bien conocido, Japón se encuentra en pleno Cinturón de Fuego del Pacífico, y las construcciones esenciales se levantan con fuertes protecciones sísmicas desde hace muchas décadas; la central nuclear más grande del mundo, sin duda, podía y debía resistirlos sin dificultad.

Ya entonces, algunos especialistas observaron mediciones anómalas en algunos de los sismómetros repartidos por todo el complejo. Algunos de ellos registraron correctamente la intensidad del terremoto, pero otros indicaban valores mucho más bajos. Con el escándalo en pleno auge y una cultura de la ocultación aún en boga, nadie quiso profundizar demasiado en estas intrigantes observaciones y el asunto quedó olvidado rápidamente. La central había resistido el terremoto tal y como estaba diseñada para hacer, y punto.

Terremoto bajo la central nuclear más grande del mundo.

Poco después de las diez de la mañana del 16 de julio de 2007, la tierra volvió a moverse en Kashiwazaki-Kariwa. Con epicentro a 19 kilómetros de distancia, bajo el mar, su magnitud fue inferior a la del terremoto de 2004. Sin embargo, esta vez las ondas sísmicas alcanzaron al gigantesco complejo electronuclear con fuerza mucho mayor. La planta estaba concebida para cerrarse con seguridad en medio de sacudidas hasta 4,5 ms-2, pero los seismómetros del reactor nº 1 registraron aceleraciones de 6,8 ms-2 y en la sala de turbinas de la unidad 3 llegaron a marcar 20,58 ms-2.

Un transformador en la unidad 3 se incendió y ardió junto al edificio que lo contenía, provocando una gran humareda negra que se vio desde todas las poblaciones de alrededor. Cientos de bidones con basura radioactiva de baja intensidad se destaparon y rodaron en un punto de almacenamiento, liberando una pequeña cantidad de radiación a la atmósfera. Otras minúsculas fugas por diversos puntos de la central, de ínfima relevancia pero muy llamativas, dispararon las alarmas y contribuyeron a la confusión. Según los testigos, se produjo una situación de miedo y caos por todo el complejo. Los indicadores de radioactividad repartidos por la instalación quedaron desconectados de Internet, invirtiendo masivamente los efectos de lo que era una campaña para transmitir tranquilidad a la población circundante: cualquier habitante local (o de cualquier otro lugar) podia consultar los índices de radiación en tiempo real a través de su website. Al perderse la conexión durante un grave terremoto, el pánico se extendió rápidamente al público de los alrededores.

Se lanzó de inmediato un procedimiento de parada de emergencia en los cuatro reactores operativos en ese momento (2, 3, 4 y 7; los 1, 5 y 6 estaban cerrados por mantenimiento). El procedimiento se ejecutó correctamente y la central quedó asegurada en pocos minutos. Hacia el mediodía, los bomberos lograron extinguir el incendio en el transformador de la unidad 3, aunque siguió humeando hasta bien entrada la tarde. A primera hora de la noche, TEPCO informó que estaban resolviendo cincuenta incidencias de poca importancia, cifra que aumentó a 63 unas horas después. No obstante, anunciaron que todos los problemas ocasionados por el terremoto al gigantesco complejo eran menores, y que estarían listos para arrancar otra vez a la mañana siguiente.

Quien no estaba listo para permitirles arrancar era el gobierno japonés, ni los alcaldes de las localidades circundantes por donde cundió el pánico (que, en Japón, tienen voz y voto en estas cuestiones). Todos ellos se negaron a la reconexión de Kashiwazaki-Kariwa y exigieron una investigación de la Agencia Internacional para la Energía Atómica. Entonces TEPCO, inmersa aún en una cultura de secretismo y ocultación, cometió un error de cálculo monumental: se negó a solicitar esta inspección de la IAEA (que habrían superado con facilidad, a tenor de los ínfimos daños sufridos por la instalación) y quiso presionarles advirtiéndoles de los posibles apagones, en pleno verano, si el complejo no se ponía en marcha de inmediato.

Lo que ocurrió de inmediato fue que todas estas autoridades acordaron suspender las licencias de operación a Kashiwazaki-Kariwa por procedimiento de urgencia. Los siete reactores de la central nuclear más grande del mundo, con ocho gigawatios de potencia total, quedaron paralizados en seco antes de llegar a reconectarse. Así, TEPCO comenzó a perder millones de yenes por minuto, y continuó perdiéndolos a lo largo de los siguientes veintiún meses.

La lenta agonía de Kashiwazaki-Kariwa.

El motivo aducido para suspenderles la licencia de operación era claro e indiscutible: los estudios sísmicos para la construcción de Kashiwazaki-Kariwa estaban mal hechos, o estaban groseramente subestimados, o eran insuficientes. Según la documentación, el complejo estaba diseñado para ser seguro hasta 4,5 ms-2, pero se habían llegado a registrar 20,58 ms-2; casi cinco veces más. Inevitablemente, con el historial de fraudes y ocultaciones de TEPCO destapado durante el escándalo de 2002, tanto los políticos como la prensa como la opinión pública dieron por sentado que estaban ante otro engaño malintencionado de la poderosa corporación.

En realidad, había habido algo de desidia, pero no un fraude intencional. Simplemente, el lecho marino de los alrededores presenta unas fallas importantes aunque desconocidas hasta esos momentos. Más grave aún: parte de los cimientos del complejo pasan a través de una gran losa de piedra que tiende a transmitir las ondas sísmicas con mayor intensidad (por eso las lecturas diferentes con respecto al resto del terreno durante el terremoto de 2004). Además, se teme que una de estas fallas previamente desconocidas pase inmediatamente por debajo de la central. Más que mala intención por parte de TEPCO –aunque fuera por una vez–, hubo desconocimiento legítimo y pocas ganas de profundizar.

Pero el mal ya estaba hecho. Durante el resto de 2007, todo 2008 y parte de 2009, la central nuclear más grande del mundo permaneció parada, mano sobre mano. Las pérdidas económicas y de prestigio resultan difíciles de calcular. Entre eso y la crisis, TEPCO presentó pérdidas en 2008 por primera vez en su historia (y hablamos de un monstruo empresarial que, además de Kashiwazaki-Kariwa, posee otros dos grandes complejos nucleares, quince térmicas, ocho hidroeléctricas y cientos de proyectos comerciales más). En 2009 lograron reajustarse y obtuvieron beneficios de nuevo, aunque ciertamente tocados.

Mientras tanto, la central más grande del mundo languidece lentamente. Como era de esperar, la inspección de la IAEA fue muy favorable, e incluso les felicitaron por lo bien que había resistido el terremoto mucho más allá de las especificaciones de diseño. También recomendaron una serie de mejoras bastante costosas pero relativamente sencillas para incrementar el nivel de protección sísmica a los conocimientos actuales sobre las características de la zona, que ya han sido implementadas (estropeando aún más la cuenta de resultados, claro).

A mediados de 2009, se autorizó la reconexión del reactor más moderno, el ABWR de la unidad 7. A finales de año, se permitió la reactivación del otro ABWR, la unidad 6. Y recientemente, han concedido la puesta en marcha de la unidad 1. Sin embargo, el ABWR nº 7 está dando problemas ahora y pasa más tiempo desconectado que conectado. En el momento en el que escribo este post, sólo está operativo el reactor nº 6, a un 12% de su potencia nominal (página dinámica, variará con el tiempo).

Entre el escándalo de 2002 y los sucesos de 2007, la planta ha estado –y en buena medida sigue estando– desconectada demasiado tiempo para permitir su rentabilidad. Es más: con todas estas pérdidas acumuladas, es bastante improbable que llegue a ser rentable alguna vez. La central nuclear más grande y moderna del mundo languidece poco a poco, produciendo una fracción de la energía para la que fue creada, temiendo que cualquier nuevo incidente termine con ella definitivamente.

Resulta significativo que, de los 56 reactores nucleares actualmente en construcción, sólo seis estén promovidos por la iniciativa privada (y fuertemente protegida y subvencionada). Los cincuenta restantes pertenecen a grandes monopolios estatales o paraestatales. Simplemente, en un contexto de mercados energéticos liberalizados, a los operadores privados les resulta muy arriesgado invertir tanto dinero en potencia base; y más en este tipo de potencia base con una capitalización inicial tan alta, y tan proclive a sufrir rechazos, reacciones y paradas. A pesar de algunas declaraciones triunfalistas, el renacimiento nuclear sigue en la incubadora y el destino de la central nuclear más grande del mundo, Kashiwazaki-Kariwa, no le ayuda en absoluto.

Lo que me parece una pena, pues sigo siendo partidario de un uso moderado de la energía nuclear de fisión (nada de "plantar centrales como setas" que dicen algunos tarados, pero sí de compensar nuestras deficiencias energéticas hasta que tengamos algo mejor). Aunque en cierta manera, la propia industria se lo ha buscado. El secretismo, el oscurantismo y la poca visión social han contribuido enormemente a crear un contexto donde las inversiones en lo nuclear resultan en extremo azarosas. Si al final de la carrera la energía nuclear de fisión sólo funciona bien en situaciones de monopolio estatal o paraestatal, o con fuerte proteccionismo a la empresa privada, a lo mejor es que el mercado ya no la quiere y ha perdido el interés en invertir por ella. Y no es preciso remitirse a Chernóbyl: basta con mirar el triste ejemplo de la central más grande, moderna y ambiciosa del mundo. Con dinero público, puede; pero con su propio dinero, ¿quién se arriesga?

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domingo, 11 de abril de 2010

Los tres superhéroes de Chernóbyl.

Puede que salvaran a millones de personas sacrificando sus vidas, y ya nadie se acuerda.

Es una de las historias más conocidas de nuestro tiempo: el día 26 de abril de 1986, el reactor nº 4 de la central nuclear de Chernóbyl estalló durante el transcurso de una prueba de seguridad mal ejecutada, a consecuencia de 24 horas de manipulaciones insensatas y más de doscientas violaciones del Reglamento de Seguridad Nuclear de la Unión Soviética. Estas acciones condujeron al envenenamiento por xenón del núcleo, llevándolo a un embalamiento neutrónico seguido por una excursión de energía que culminó en dos grandes explosiones a las 01:24 de la madrugada.

Sobre Chernóbyl se han contado muchas mentiras. Y las han contado todos, desde las autoridades soviéticas de su tiempo hasta la industria nuclear occidental, pasando por los propagandistas de todos los signos y la colección de conspiranoicos habituales. Hay una de ellas que me molesta de modo particular, y es esa de que los liquidadores –el casi millón de personas que acudieron a encargarse del problema– eran una horda de pobres ignorantes llevados allí sin saber la clase de monstruo que tenían delante. Y me molesta porque constituye un desprecio a su heroísmo.

Y porque es radicalmente falso. Una turba ignorante no sirve para nada en un accidente tecnológico tan complejo. Los equipos de liquidadores estaban compuestos, sobre todo, por bomberos, científicos y especialistas de la industria nuclear; tropas terrestres y aéreas preparadas para la guerra atómica; e ingenieros de minas, geólogos y mineros del uranio, debido a su amplia experiencia en  la manipulación de estas sustancias. Es necio suponer que esta clase de personas ignoraban los peligros de un reactor nuclear destripado cuyos contenidos ves brillar ante tus ojos en un enorme agujero.

Los liquidadores acudieron, sabían lo que tenían ante sí, y a pesar de ello realizaron su trabajo con enorme valor y responsabilidad. Cientos, miles de ellos, de manera heroica hasta el escalofrío. Los bomberos que se turnaban entre vómitos y diarreas radiológicas para subir al mítico tejado de Chernóbyl, donde había más de 40.000 roentgens/hora, para apagar desde allí los incendios (la radiación ambiental normal son unos 20 microrroentgens/hora). Los pilotos que detenían sus helicópteros justo encima del reactor abierto y refulgente para vaciar sobre él los buckets de arena y arcilla con plomo y boro. Los técnicos y soldados que corrían a toda velocidad por las galerías devastadas cantándose a gritos las lecturas de los contadores Geiger y los cronómetros para romper paredes, restablecer conexiones y bloquear canalizaciones en turnos de cuarenta o sesenta segundos alrededor de la sala de turbinas (20.000 roentgens/hora). Los mineros e ingenieros que trabajaban en túneles subterráneos, inundándose constantemente con agua de siniestro brillo azul, para instalar las tuberías de un cambiador de calor que le robase algo de temperatura al núcleo fundido y radiante a escasos metros de distancia. Los miles de trabajadores y arquitectos que levantaban el sarcófago a su alrededor, retiraban del entorno los escombros furiosamente radioactivos y evacuaban a la población. Salvo a los soldados, sometidos a disciplina militar, a nadie se le prohibía coger el petate e irse si no quería seguir allí; casi nadie lo hizo. Es más: muchos de ellos llegaron como voluntarios desde toda la URSS, especialmente muchos estudiantes y posgraduados de las facultades de física e ingeniería nuclear. Esta fue la clase de hombres y no pocas mujeres que algunos creen o quieren creer una turba ignorante y patética. Esto fueron los liquidadores.



Un helicóptero Mi-8 toca los cables de una grúa utilizada en la construcción del sarcófago y cae mientras intenta descargar arena con boro sobre el reactor abierto, el 2 de octubre. Las operaciones de liquidación se extendieron durante más de un año.

Les llamaban, y se llamaban a sí mismos, los bio-robots, que seguían funcionando cuando el acero cedía y las máquinas fallaban. No lo hicieron por el dinero, ni por la fama, de lo que tuvieron bien poco. Lo hicieron por responsabilidad, por humanidad y porque alguien tenía que hacer el maldito trabajo. Hoy quiero hablar de tres de ellos, que hicieron algo aún más extraordinario en un lugar donde el heroísmo era cosa corriente. Por eso, sólo se me ocurre denominarlos los tres superhéroes de Chernóbyl.

El monstruo del agua que brilla en azul.

Lo único que hay de cierto en estas suposiciones sobre la ignorancia de los liquidadores es que, en las primeras horas, no sabían que había estallado el reactor. Pero no lo sabían porque nadie lo sabía. La misma lógica errónea de los responsables de la instalación que provocó el accidente les hizo creer que había estallado el intercambiador de calor, no el reactor; y así lo informaron tanto al personal que acudía como a sus superiores. Hay una historia un tanto chusca sobre cómo los aviones que llevaban al lugar a destacados miembros de la Academia de Ciencias de la URSS se dieron la vuelta en el aire por órdenes del KGB cuando éste descubrió, a través de su equipo de protección de la central, que había explotado el reactor (además de sus atribuciones de espionaje por el que es tan conocido, el KGB "uniformado" desempeñaba en la Unión Soviética un papel muy parecido al de nuestra Guardia Civil, exceptuando tráfico pero incluyendo la seguridad de las instalaciones radiológicas).



En la mañana inmediatamente posterior al accidente, un helicóptero militar obtiene las primeras tomas de video donde se observa el reactor abierto y fundiéndose.

Debido a este motivo, en un primer momento se echaron sobre el agujero millones de litros de agua y nitrógeno líquido, con el propósito de mantener frío y proteger así el reactor que creían a salvo y sellado más allá de las llamas y el denso humo negro. Esto contribuyó a empeorar las consecuencias del siniestro, pues el agua se vaporizaba instantáneamente al tocar el núcleo fundido a más de 2.000 ºC; y salía disparada hacia la estratosfera en forma de grandes nubes de vapor que el viento arrastraría en todas direcciones.

De todos modos, tenía poco arreglo: era preciso apagar los enormes incendios. Cuando el fuego quedó extinguido por fin, no sólo había pasado la contaminación al aire, sino que ahora tenían una gran cantidad de agua acumulada en las piscinas de seguridad bajo el reactor. Estas piscinas de seguridad, conocidas como piscinas de burbujas, se hallaban en dos niveles inferiores y tenían por función contener agua por si fuese preciso enfriar de emergencia el reactor. También servían para condensar vapor y reducir la presión en caso de que se rompiera alguna tubería del circuito primario (de ahí su nombre), junto a un tercer nivel que actuaba de conducción, inmediatamente debajo del reactor. Así, en caso de ruptura de alguna canalización, el vapor se vería obligado a circular por este nivel de conducción y escapar a través de una capa de agua, lo que reduciría su peligrosidad.

Ahora, después de la aniquilación, estas piscinas inferiores estaban llenas a rebosar con agua procedente de las tuberías reventadas del circuito primario y de la utilizada por los bomberos para apagar el incendio y en el vano intento de mantener frío el reactor. Y sobre ellas se encontraba el reactor abierto, fundiéndose lentamente en forma de lava de corio a 1.660 ºC. En cualquier momento podían empezar a caer grandes goterones de esta lava poderosamente radioactiva, o incluso el conjunto completo, provocando así una o varias explosiones de vapor que proyectasen a la atmósfera cientos de toneladas de este corio. Eso habría multiplicado a gran escala la contaminación provocada por el accidente, destruyendo el lugar y afectando gravemente a toda Europa. Además, la mezcla de agua y corio radioactivos escaparían y se infiltrarían al subsuelo, contaminando las aguas subterráneas y poniendo en grave peligro el suministro a la cercana ciudad de Kiev, con dos millones y medio de habitantes, en una especie de síndrome de China.

Se tomó, pues, la decisión de vaciar estas piscinas de manera controlada. En condiciones normales, esto habría sido una tarea fácil: bastaba con abrir sus esclusas mediante una sencilla orden al ordenador SKALA que gestionaba la central, y el agua fluiría con seguridad a un reservorio exterior. Pero con los sistemas de control electrónico destruidos, esto no resultaba posible. De hecho, la única manera de hacerlo ahora era actuando manualmente las válvulas. El problema es que las válvulas estaban bajo el agua, dentro de la piscina, cerca del fondo lleno de escombros altamente radioactivos que la hacían brillar tenuemente en color azul por radiación de Cherenkov. Justo debajo del reactor que se fundía, emitiendo un siniestro brillo rojizo.

Así pues, como las máquinas ya no podían, era trabajo para los bio-robots.Alguien tendría que caminar, un paso detrás del otro, hacia el reactor reventado y ardiente a lo largo de un grisáceo campo de destrucción donde la radioactividad era tan intensa que provocaba un sabor metálico en la boca, confusión en la cabeza y como agujas en la piel. Viendo cómo tus manos se broncean por segundos, como después de semanas bajo el sol. Y luego sumergirse en el agua oleaginosa y de brillo tenuemente azul, con el inestable monstruo radioactivo encima de las cabezas, para abrir las válvulas a mano: una operación difícil y peligrosa incluso en circunstancias normales.

Ese era un viaje sólo de ida.

Al parecer, la decisión sobre quién lo haría se tomó de manera muy simple; con aquella vieja frase que, a lo largo de la historia de la humanidad, siempre bastó a los héroes:

–Yo iré.

Los tres hombres que fueron.

Los dos primeros en ofrecerse voluntarios fueron Alexei Ananenko y Valeriy Bezpalov. Alexei Ananenko era un prestigioso tecnólogo de la industria nuclear soviética, que había participado extensivamente en el desarrollo y construcción del complejo electronuclear de Chernóbyl: cooperó en el diseño de las esclusas y sabía dónde estaban ubicadas exactamente las válvulas. Casado, tenía un hijo. Valeriy Bezpalov era uno de los ingenieros que trabajaban en la central, ocupando un puesto de responsabilidad en el departamento de explotación. Estaba también casado, con una niña y dos niños de corta edad.

Los dos eran ingenieros nucleares. Los dos comprendían más allá de toda duda que se disponían a caminar de cara hacia la muerte.

Mientras se ponían sus trajes de submarinismo sentados en un banco, observaron que necesitarían un ayudante para sujetarles la lámpara subacuática desde el borde de la piscina mientras ellos trabajaban en las profundidades. Y miraron a los ojos a los hombres que tenían alrededor. Entonces uno de ellos, un joven trabajador de la central sin familia llamado Boris Baranov, se alzó de hombros y dijo aquella otra frase que casi siempre ha seguido a la anterior:

–Yo iré con vosotros.

Era media mañana cuando los héroes Alexei Ananenko, Valeriy Bezpalov y Boris Baranov se tomaron un chupito de vodka para darse valor, agarraron las cajas de herramientas y echaron a andar hacia la lava radioactiva en que se había convertido el reactor número 4 del complejo electronuclear de Chernóbyl. Así, sin más.

Ante los ojos encogidos de quienes quedaron atrás, los tres camaradas caminaron los mil doscientos metros que había hasta el nivel –0,5, dicen que conversando apaciblemente entre sí. Qué tal, cuánto tiempo sin verte, qué tal tus hijos, a ti no te conocía, chaval, yo es que no soy de por aquí. O parece que hoy vamos a trabajar un poco juntos, igual podemos acceder mejor por ahí, yo voy a la válvula de la derecha y tú a la de la izquierda, tú ilumínanos desde allá, parece que va a llover, ¿no?, E incluso está bien buena la secretaria del ingeniero Kornilov, ¿eh?, ya lo creo, menudo meneo le arrearía, pues me parece que este año el Dinamo de Moscú no gana la liga. Esas cosas de las que hablan los bio-robots mientras ven cómo su piel se oscurece lentamente, se les va un poquito la cabeza debido a la ionización de las neuronas y la boca les sabe a uranio cada vez más, conteniendo la náusea, sacudiéndose incómodamente porque es como si un millón de duendes maléficos te estuvieran clavando agujas en la piel. Cinco mil roentgens/hora, llaman a eso.

Y bajo aquel cielo gris y los restos fulgurantes de un reactor nuclear, los héroes Alexei Ananenko y Valeriy Bezpalov se sumergieron en la piscina de burbujas del nivel –0,5, con una radioactividad tan sólida que se podía sentir, mientras su camarada Boris Baranov les sujetaba la lámpara subacuática. Ésta estaba dañada y falló poco después. Desde el exterior, ya nadie les oía ni les veía.

Pero, de pronto, las esclusas comenzaron a abrirse, y un millón de metros cúbicos de agua radioactiva escaparon en dirección al reservorio seguro preparado a tal efecto. Lo habían logrado. Alguien murmuró que los héroes Ananenko, Bezpalov y Baranov acababan de salvar a Europa. Resulta difícil determinar hasta qué punto tenía razón.

Hay versiones contradictorias sobre lo que sucedió después. La más tradicional dice que jamás regresaron, y siguen sepultados allí. La más probable asegura que llegaron a salir de la piscina y celebrar su victoria riendo y abrazándose a los mismísimos pies del monstruo, en el borde de la piscina; e incluso lograron regresar sus cuerpos, aunque no sus vidas. Murieron poco después, de síndrome radioactivo extremo, en hospitales de Kiev y Moscú. Aún otra más, que se me antoja casi imposible, sugiere que Ananenko y Bezpalov perecieron, pero el joven trabajador Baranov pudo sobrevivir y anda o anduvo un tiempo por ahí.

Esta es la historia de Alexei Ananenko, Valeriy Bezpalov y Boris Baranov, los tres superhéroes de Chernóbyl, de quienes se dice que salvaron a Europa o al menos a algún que otro millón de personas en miles de kilómetros a la redonda un frío día de abril. Fueron a la muerte conscientemente, deliberadamente, por responsabilidad y humanidad y sentido del honor, para que los demás pudiésemos vivir. Cuando alguien piense que este género humano nuestro no tiene salvación, siempre puede recordar a hombres como estos y otros cientos o miles por el estilo que también estuvieron por allí. No circulan fotos de ellos, ni han hecho superproducciones de Hollywood, y hasta sus nombres son difíciles de encontrar. Pero hoy, veinticuatro años después, yo brindo en su recuerdo, me cuadro ante su memoria y les doy mil veces las gracias. Por ir.





El Sacrificio, de Wladimir Tcherkoff.

Lectura recomendada:
  • La verdad sobre Chernóbyl, con prólogo del Premio Nobel Andrei Sakharov (1991), escrito por el ingeniero nuclear Grigory Medvédev, un profundo conocedor de este complejo electronuclear y de la política energética soviética. Incluye un relato exhaustivo del accidente y haciendo honor a su título, es el que menos mentiras cuenta según mi opinión. Seguramente por ese mismo motivo, es el más difícil de conseguir. En España lo editó Heptada con el ISBN 84-7892-049-8; está agotado, pero siempre se puede intentar una llamada. En inglés fue editado con el ISBN 1-85043-331-3 (Tauris & Co, Londres) y está disponible aquí.
De visualización necesaria:
  • El corazón de Chernóbyl. Seguramente, el mejor documental que se ha filmado sobre las consecuencias humanas del desastre. Desde dentro; tan dentro que la directora de la ONG que lo presenta sufrió envenenamiento por cesio-137 durante la realización. Durísimo, pero absolutamente necesario. En inglés, disponible en YouTube: Parte 1, Parte 2, Parte 3, Parte 4. Si te apetece colaborar con esta ONG, puedes hacerlo aquí.

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La Pizarra de Yuri
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