ENERGÍA NUCLEAREL RECORRIDO DE LA ENERGÍA

2

c o n t e n i d oLa energía nuclear

• La radiactividad• Descripción de las reacciones• Otras aplicaciones

El uranio como combustible• El mineral de uranio• Enriquecimiento• Combustible nuclear

Centrales nucleares• Tipos de centrales • Seguridad nuclear• Centrales nucleares españolas

Residuos radiactivos• Origen de los residuos• Clasificación para su almacenamiento• Desmantelamiento de instalaciones

Medio ambiente• Desarrollo sostenible • Efecto invernadero• Protocolo de Kioto

EDICIÓN PARA LA COMUNIDAD DE MADRID

DIRECCIÓN: Carlos López JimenoDirector General de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid

EQUIPO DE TRABAJO: Jorge Iñesta BurgosPedro Antonio García Fernández

COORDINACIÓN: Pilar Sánchez. Foro Nuclear

© Comunidad de MadridConsejería de Economía e Innovación TecnológicaDirección General de Industria, Energía y Minas

© DE LA EDICIÓN: Domènech e-learning multimedia, S.A.

SEGUNDA EDICIÓN: 2004

TIRADA: 1.000

DIRECCIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO: Albert Mitjà, Ingeniero Industrial

DISEÑO: Vicenç Cegarra

MAQUETACIÓN: Enrique Domínguez

IMPRESIÓN: Talleres Gráficos Soler, S.A.

DEPÓSITO LEGAL: B-36520-2004

3

LA RADIACTIVIDAD

La radiactividad es la propiedad de algunos elementos quese encuentran en la naturaleza, como el uranio, el torio oel radón, de emitir radiaciones sin ser excitadospreviamente. Fue descubierta por Henry A. Becquerel en1896, al observar que el uranio emitía radiación de formaespontánea.

Este descubrimiento llevó a Pierre y Marie Curie a estudiarla radiactividad de los minerales de uranio, descubriendoen 1898 dos nuevos elementos químicos: el radio y elpolonio, formados íntegramente por átomos radiactivos,por lo que recibieron, conjuntamente, el Premio Nobel deFísica en 1903.

En 1902, Ernest Rutherford y Frederich Soddy demostraronque la emisión de radiación podía provocar que unelemento químico se transformase en otro de maneraespontánea, pero quedaba por demostrar que el radio eraun elemento como cualquier otro, aislarlo y determinar supeso atómico. Marie Curie consiguió aislar unos pocosgramos de radio a partir de varias toneladas de un mineralllamado pechblenda, por lo que recibió el Premio Nobelde Química en 1911.

La emisión de radiaciones ionizantes es una característicade muchos átomos en cuyo núcleo el número deneutrones es escaso o excesivo, lo que les hace inestables.Estos átomos son llamados radiactivos. La emisión deradiaciones puede ser de cuatro tipos: alfa, con capacidadlimitada de penetración en la materia pero con muchaintensidad energética; beta, algo más penetrante peromenos intensa; gamma, muy penetrante; y neutrónica,también muy penetrante.

La intensidad con la que se desintegra una sustanciaradiactiva se denomina actividad y expresa el número deátomos que se desintegran por unidad de tiempo,teniendo como unidad el Becquerel, en honor a sudescubridor.

Radiación y radiactividad forman parte de la naturaleza yde nuestro propio cuerpo, ya que proceden de lasmaterias existentes en el universo. Estas radiacionesnaturales constituyen el fondo radiactivo natural yproceden de las originadas por los procesos nucleares quetienen lugar en el exterior de la Tierra; las emitidas por lassustancias radiactivas presentes en la corteza terrestre yque varía notablemente entre los distintos puntos de laTierra; y la de los isótopos radiactivos contenidos en losorganismos vivos.

LA ENERGÍA NUCLEAR

La aplicación principal de la energía nuclear es

la producción de electricidad en las centrales

nucleares. En ellas, la energía de las radiaciones

emitidas en la fisión del uranio produce una

gran cantidad de calor que se aprovecha para la

producción de energía eléctrica.

Papel Cuerpo humano Aluminio Plomo Hormigón

α alfa

β beta

γ gamma

neutrones

PODER PENETRANTE DE LOS TIPOS DE RADIACIÓN

DESCRIPCIÓN DE LAS REACCIONES

• Reacción de fisión

La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidirneutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dosnúcleos, liberando una gran cantidad de energía yemitiendo dos o tres neutrones. Fue descubierta por O.Hahn y F. Strassmann en 1938, al detectar elementos depequeña masa en una muestra de uranio puro irradiadacon neutrones.

El proceso de fisión es posible por la inestabilidad quetienen los núcleos de algunos isótopos de elementosquímicos de alto número atómico, como por ejemplo eluranio 235, debido a la relación existente entre el númerode partículas de carga eléctrica positiva (protones) y elnúmero de partículas nucleares de dichos núcleos(protones y neutrones), bastando una pequeña cantidadde energía como la que transporta el neutrón quecolisiona con el núcleo, para que pueda producirse lareacción de fisión.

A su vez, los neutrones emitidos en la fisión de un núcleopueden ocasionar nuevas fisiones al interaccionar connuevos núcleos fisionables que emitirán nuevos neutronesy así sucesivamente. A este efecto multiplicador se leconoce con el nombre de reacción en cadena. La primerareacción de fisión en cadena sostenida la consiguió EnricoFermi, en 1942, en la Universidad de Chicago. Cuando seconsigue que sólo un neutrón de los liberados produzcauna fisión posterior, el número de fisiones que tienen lugarpor segundo es constante y la reacción está controlada. Eneste principio están basados los reactores nucleares.

4

1n0

235U92 Productos de fisión Neutrones

+200 MeVCalor

Como media, de la dosis procedente del fondo naturalque recibe una persona en España, el 15% se debe a laradiación cósmica, el 20% a la radiación terrestre, el 15%al propio organismo y el 50% al radón.

En 1934 el matrimonio Joliot-Curie observó que alinterceptar un haz de rayos alfa con una lámina dealuminio, ésta se volvía radiactiva. Se había descubierto laradiactividad artificial, es decir, se había creado unasustancia radiactiva que no existía en la naturaleza. Esto leshizo ganadores del Premio Nobel de Química en 1935.

Las fuentes artificiales de radiación son principalmente lasexploraciones radiológicas con fines médicos, las televi-siones en color, los viajes en avión, las emisiones de lascentrales térmicas de carbón cuyos humos contienenisótopos radiactivos y las instalaciones nucleares.

Gracias a los avances técnicos, las radiaciones emitidaspor el funcionamiento de las centrales nucleares sonconstantemente controladas y medidas y están sometidasa las regulaciones de los organismos internacionales,produciendo una dosis prácticamente nula sobre elpúblico en general y una dosis muy pequeña y controladasobre el personal de una central.

Para cualquier fuente de radiación, las dosis individuales,el número de personas expuestas y la probabilidad deverse expuestas, deben mantenerse tan bajas como searazonablemente posible.

Los tres puntos clave del manejo seguro de fuentesradiactivas son: la distancia, a mayor distancia menorexposición y dosis; un blindaje adecuado que permitaacortar la distancia y reducir las dosis; y no exponerse másde lo necesario, ya que la dosis es siempre proporcional altiempo.

El organismo humano no está dotado de sentidos paradetectar la radiación, por lo que se necesita recurrir ainstrumentos adecuados como el contador Geiger, lacámara de ionización, el monitor de centelleo o eldosímetro personal de película fotográfica.

La protección radiológica es el conjunto de normativa,métodos y acciones que se toman para asegurar que ni laspersonas ni otros seres vivos reciban una dosis deradiación que pueda originarles riesgos radiactivos, asícomo las acciones que se llevan a cabo para comprobarque se han aplicado correctamente los criterios deprotección adecuados.

Hay distintos organismos nacionales, como el Consejo deSeguridad Nuclear o la Sociedad Española de ProtecciónRadiológica, e internacionales, como el OrganismoInternacional de Energía Atómica o la ComisiónInternacional de Protección Radiológica, que se encargande asegurar que estos criterios de protección radiológicase cumplen.

Un núcleo de uranio 235 se fisiona en dos nucleos más pequeños, liberandoenergía y neutrones.

La reacción en cadena continúa al chocar los neutrones libres con otros núcleos,que se fisionan y así sucesivamente.

• Reacción de fusión

La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleosmuy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, seunen para formar un núcleo más pesado y estable, congran desprendimiento de energía.

Para que se produzca la fusión es necesario que losnúcleos cargados positivamente se aproximen venciendolas fuerzas electrostáticas de repulsión. La energía cinéticanecesaria para que los núcleos que reaccionan venzan lasinteracciones se puede suministrar en forma de energíatérmica o utilizando un acelerador de partículas.

Para que tengan lugar estas reacciones, es necesariogenerar un plasma mediante un calentamiento que debeconfinarse durante el mayor tiempo posible para que seproduzca el máximo número de reacciones La gananciaenergética de la fusión consiste en que la energíanecesaria para calentar y confinar el plasma sea menorque la energía liberada por las reacciones de fusión.

Para conseguir estas reacciones en el laboratorio seemplean dos métodos: el confinamiento magnético por laaplicación de fuertes campos magnéticos exteriores, quepermiten que los iones choquen entre sí debido a laenergía cinética alcanzada por las altas temperaturas; y elconfinamiento inercial, que aprovecha la energíaprocedente de un láser o un haz de iones para obteneruna elevada compresión de pequeñas cantidades demateria fusionable, consiguiendo, en un tiempo muypequeño, las elevadas temperaturas necesarias paraconseguir la fusión.

5

OTRAS APLICACIONES

Además de la generación de electricidad, hay otras aplica-ciones de la tecnología nuclear en medicina, agroalimen-tación, industria o medioambiente, que son fundamentalespara conseguir una mejor calidad de vida de la sociedad.También se utilizan para examinar obras pictóricas, repararesculturas, conservar libros o fechar objetos.

La medicina nuclear. Según su naturaleza y energía seaplican radiaciones para radiodiagnóstico o radioterapia. Elradiodiagnóstico obtiene imágenes radiológicas por mediode rayos X que atraviesan el campo exploratorio que sedesea estudiar. La radioterapia destruye tejidos malignos otumores y mejora la calidad de vida del paciente en casode tumores avanzados.

La agroalimentación. Una de las prácticas más habitualeses la irradiación de semillas para producir mutaciones ensus genes, dando lugar a variantes genéticas de cultivoscon alto rendimiento y mayor resistencia a lasenfermedades.

Para evitar intoxicaciones alimentarias y prolongar el buenestado de los alimentos es cada vez más necesaria laconservación de los mismos por irradiación. Consiste enexponer el alimento a una fuente controlada de radiacióndurante el tiempo requerido en función del alimento y lasbacterias a irradiar

La industria. Las radiaciones ionizantes tienen granimportancia en el desarrollo y optimización de procesos,control de calidad y mejora de propiedades de losmateriales.

El medio ambiente. Las técnicas nucleares son de granutilidad para conocer y remediar los problemas queamenazan al medio ambiente, permitiendo caracterizar yeliminar contaminantes en aire, agua y suelo.

Neutrón libre

Deuterio

4He

Núcleo de Helio

Tritio

D + T 4He + n + energía

Fusión Nuclear

6

EL URANIO COMO COMBUSTIBLE

EL MINERAL DE URANIO

• El mineral

El proceso que abarca desde la exploración, minería y laproducción del uranio y su posterior tratamiento para suuso en las centrales nucleares se conoce como PrimeraParte del Ciclo del Combustible Nuclear. Además de suuso como combustible para las centrales nucleares, eluranio no tiene prácticamente ninguna otra utilidad.

El uranio es un metal que se encuentra en diferentesminerales de la Tierra, siendo unas 500 veces másabundante que el oro. En la corteza terrestre alcanza unamedia de 2,7 gramos por tonelada. Los mayoresyacimientos de uranio se encuentran en Australia, Canadáy Rusia. En España no hay, actualmente, ninguna mina deuranio en explotación comercial, ya que la última seclausuró el 31 de diciembre de 2000, en Saelices el Chico,Salamanca. El mineral de uranio se extrae, principalmente,de minas, pero también como un subproducto de laexplotación del cobre, oro o fosfato.

• Concentrados de uranio

En el mismo lugar de la extracción se fabrica unconcentrado de uranio, triturando el mineral y extrayendo

químicamente el uranioque, posteriormente,dará lugar a una materiasólida que contiene un70% - 80% de uranio yque es conocido como"yellow cake" o pastelamarillo.

ENRIQUECIMIENTO

En un reactor nuclear no se puede introducir el uranio quese consigue directamente de la naturaleza (uranio natural),ya que su contenido en uranio 235 fisionable es sólo del0,7%. Este porcentaje se eleva hasta el 3% -5% mediante un proceso de enriquecimiento,que consiste en la separación de los isótoposde uranio 235 y 238. Los principales métodosde enriquecimiento son la difusión gaseosa yla centrifugación.

En España, no hay ninguna instalación querealice el enriquecimiento del uranio, siendola única fase de la primera parte del ciclo delcombustible nuclear que selleva a cabo fuera del país.

COMBUSTIBLE NUCLEAR

• Elementos combustibles

Una vez enriquecido, se transforma en polvo de dióxidode uranio y después en pastillas de naturaleza cerámicasinterizadas a unos 1700oC. Una pastilla de combustiblees un cilindro de aproximadamente un centímetro dealtura por un centímetro de diámetro y cinco gramos depeso, con la que se puede producir la energía equivalentea 810 kilos de carbón, 565 litros de petróleo ó 480 metroscúbicos de gas natural.

Estas pastillas se introducen en un varilla de zircaloy(aleación de circonio y estaño) herméticamente cerrada,de pared muy delgada, con un diámetro interiorligeramente superior al de las pastillas y de unos cuatrometros de longitud. La columna de pastillas se mantieneen posición mediante un muelle que se encuentra en laparte superior de la varilla. A su vez, las varillas se agrupanen haces y forman lo que se denomina elementocombustible.

Los elementos combustiblescontienen un cierto número deelementos de control, barrasde acero inoxidable quecontienen en su interior unaaleación de plata, indio ycadmio, y que se utilizan paracontrolar la reacción en cadenay la potencia o total parada delreactor, capturando más omenos neutrones de acuerdocon su penetración en el núcleodel mismo.

Pastilla de UO2

Vaina

Muelle

Pastillas

Varilla decombustible

Elementocombustible

8 mm

10 mm

810 kilos de carbón o...

565 litros depetróleo o... 480 metros cúbicos

de gas natural

1 PASTILLA DE URANIO EQUIVALE ALA ENERGÍA QUE PROPORCIONAN...

COMPOSICIÓN DE UN ELEMENTO COMBUSTIBLE

7

Una central nuclear es similar a una central térmica en laque actúa como caldera un reactor nuclear. El calorobtenido de la reacción de fisión en cadena en el reactorse transfiere a un refrigerante (agua) que se utiliza paraproducir vapor que va a una turbina que mueve unalternador, produciendo energía eléctrica.

Una central nuclear tiene distintos edificios característicos.Los más importantes son el de contención, turbinas,combustible y eléctrico.

El edificio de contención es el más característico de unacentral nuclear y en él se encuentra el reactor y todosaquellos elementos que contienen material de alto gradode radiactividad. En algunas centrales también alberga lazona de manejo de combustible. Este edificio es unaestructura de hormigón armado, cuyas paredes interioresestán recubiertas de chapas de acero que aseguran lacompleta hermeticidad.

Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar,mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena,con los medios adecuados para extraer el calor generado.Está formado por combustible, moderador, refrigerante,reflector, elementos de control y blindaje.

En el edificio de combustible se encuentra tanto elcombustible nuevo a la espera de futuras recargas, comoel combustible gastado que se almacena en piscinas llenasde agua durante un cierto tiempo a la espera de sugestión definitiva.

En función de las características de cada central, lasparadas para recarga de combustible se realizan cada 12,18 o 24 meses, con una duración aproximada de un mes.Durante este tiempo también se realizan trabajos demantenimiento específicos que se deben hacer con lacentral parada.

El edificio de turbinas contiene el grupo o grupos deturbina-alternador y sus sistemas auxiliares.

Los sistemas eléctricos, los centros de control de motores,así como la sala de control se encuentran en el edificioeléctrico. Desde este lugar se controlan todos los sistemasde la central.

TIPOS DE CENTRALES

La combinación de las diferentes opciones posibles decombustible, moderador y refrigerante configuran losdiversos tipos de reactores nucleares. De ellos, los quehan experimentado un mayor desarrollo son los queoperan con neutrones térmicos y uranio ligeramenteenriquecido, empleando agua ligera como refrigerante ymoderador. Destacan dos tipos de reactores comercialesoperativos en el mundo, a los que pertenecen el total delas centrales nucleares existentes en España: los reactoresde agua a presión (PWR - Pressurized Water Reactor) y losreactores de agua en ebullición (BWR - Boiling WaterReactor).

• Reactores de agua a presión

Utilizan agua ligera como moderador y refrigerante, yóxido de uranio ligeramente enriquecido comocombustible. En ellos, el agua de refrigeración, que circulaa gran presión, lleva la energía generada en el núcleo delreactor a un intercambiador de calor, donde se genera elvapor que alimenta a la turbina. La característica de estosreactores es que el agua que actúa como refrigerante ymoderador permanece líquida en el reactor. El vapornecesario para accionar la turbina se produce en ungenerador de vapor que está a menor presión que la delcircuito primario, entendiéndose por primario el conjuntode tuberías y componentes a través de los cuales pasa elrefrigerante del reactor.

• Reactores de agua en ebullición

También utilizan agua ligera como moderador yrefrigerante y óxido de uranio ligeramente enriquecidocomo combustible. Están diseñados para que el agua querefrigera el combustible del reactor alcance la temperaturade ebullición a su paso por el núcleo del reactor y elvapor producido, tras pasar por unos sistemas deseparadores de agua y de secado, va directamente a laturbina, sin necesidad de utilizar el generador de vapor.

CENTRALES NUCLEARES

Agua / Vapor

1. Núcleo2. Barras de control3. Generador de Vapor4. Presionador5. Vasija del Reactor6. Turbina

7. Alternador8. Bomba de condensado9. Condensador10. Circuito de Refrigeración11. Edificio de contención

4

23

1

11

510

7

6

8

9

ESQUEMA DE UN REACTOR DE AGUA A PRESIÓN

Circuito primario Circuitosecundario

Circuito derefrigeración exterior

ESQUEMA DE UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN

Circuito derefrigeración exterior

1. Núcleo2. Barras de control3. Separador y secador4. Vapor de agua5. Vasija del Reactor6. Turbina

7. Alternador8. Bomba de recirculación9. Condensador10. Circuito de Refrigeración11. Edificio de contención

2

35

7

6

8

9

88

4

1

Agua / VaporCircuito

11

10

8

• Defensa en profundidad

En las centrales nucleares se aplica el llamado conceptode "Defensa en Profundidad", según el cual se establecenniveles sucesivos de protección, disponiéndose en cadauno de ellos de mecanismos adecuados para corregir lospotenciales fallos que pudiesen producirse en el nivelanterior. Los cinco niveles de seguridad son: un diseño yconstrucción que garanticen la estabilidad y seguridadintrínseca del reactor; la existencia de mecanismoscapaces de llevar el reactor a parada segura ante cualquierdesviación de las condiciones normales de funciona-miento; la incorporación de sistemas de seguridad capacesde hacer frente a incidentes y accidentes, si no lo hubieranresuelto los niveles anteriores; una serie de elementoscomplementarios específicos para mitigar lasconsecuencias de sucesos que pudieran exceder las basesde diseño; y la existencia de unos planes de emergenciaque incluyan medidas de protección a las personas.

• Salvaguardias administrativas

Las medidas administrativas de seguridad nuclear sonimpuestas a las empresas propietarias de las instalacionesdesde la Administración del Estado a través de Leyes,Decretos y Ordenes Ministeriales, cuyo fin es mantener losniveles técnicos requeridos durante el proyecto,construcción y funcionamiento de las centrales nucleares.

En España, el Consejo de Seguridad Nuclear es elorganismo técnico e independiente que se encarga degarantizar el correcto funcionamiento de las instalacionesnucleares a través de inspecciones y controles continuosde los que informa puntualmente al Congreso de losDiputados y al Senado.

En coordinación con las centrales nucleares y ProtecciónCivil, existen en cada instalación Planes de EmergenciaExterior que recogen las medidas a tomar para la vigilanciadel entorno en el hipotético caso de que tenga lugar unaccidente. Anualmente, se realiza en todas las centralesnucleares un Simulacro de Emergencia, cuyo objetivo esentrenar a todo el personal que pudiera tener que ejecutarestas medidas en una situación de emergencia real. Estossimulacros, al igual que los planes de emergencia exteriore interior de cada instalación son supervisados por elConsejo de Seguridad Nuclear.

CENTRALES NUCLEARES ESPAÑOLAS

En España hay nueve reactores nucleares localizados ensiete emplazamientos que producen, aproximadamente, el25% de la electricidad consumida en el país. Una de cadacuatro bombillas alumbra gracias a la electricidadproducida en las centrales nucleares españolas.

Todas las centrales nucleares españolas, excepto VandellósII que está situada junto al mar Mediterráneo, estánlocalizadas junto a ríos caudalosos y alejadas de grandesnúcleos urbanos.

SEGURIDAD NUCLEAR

La seguridad nuclear tiene como principal objetivo ladefensa de las personas y el medio ambiente frente a losefectos de las radiaciones ionizantes.

Barreras de contención

Las barreras físicas de seguridad son cuatro: la primera laforman las propias pastillas de combustible que, debido asu estructura cerámica, retienen las sustancias radiactivasproducidas en la fisión. La segunda barrera está formadapor las varillas que contienen el combustible y queretienen las pequeñas cantidades de sustancias radiactivasque pudieran escapar de la primera barrera, impidiendoque pudieran pasar al refrigerante. La tercera barrera es elcircuito de refrigeración formado por la vasija del reactor,de acero especial de 20 a 25 cm de espesor y revestidainteriormente de acero inoxidable, y todos los sistemasauxiliares del mismo. Y la cuarta barrera es el edificio decontención, construido de hormigón armado sobre unalosa también de hormigón y recubierto interiormente poruna chapa de acero para asegurar su hermeticidad.

Edificio de contención

Sistema de refrigeración

Vaina de combustible

Pastillas de combustible

• Salvaguardias tecnológicas

Para proteger estas barreras de protección existe unconjunto de sistemas que han sido diseñados teniendo encuenta la aparición de sucesos, posibles pero noesperados, durante el funcionamiento de la central, comopor ejemplo un terremoto o una inundación.

Los sistemas que forman parte de las salvaguardiastecnológicas son: el sistema de protección del reactor, queiniciaría automáticamente la actuación de los sistemasnecesarios para poder detener el reactor mediante larápida inserción de las barras de control; el sistema derefrigeración de emergencia del núcleo que se encargaríade refrigerarlo en caso de accidente con pérdida derefrigerante; el sistema eléctrico de emergencia quegarantizaría el suministro eléctrico para el funcionamientode los sistemas y componentes de la central, inclusodespués de un fallo del suministro eléctrico normal; y elsistema de contención, que tiene como misión principalmantener dentro de los límites aceptables las descargasradiactivas al medio ambiente en caso de accidente.

BARRERAS DE CONTENCIÓN

9

El parque nuclear español ha experimentado, desde suentrada en funcionamiento, un buen comportamiento, loque ha influido decisivamente en conseguir la estabilidaden la generación de energía en nuestro país, contri-buyendo de manera importante a nuestro abastecimientoenergético y al cumplimiento de los compromisosestablecidos en el Protocolo de Kioto.

Las centrales nucleares españolas funcionan de maneraexcelente, alcanzando unos factores de carga, operación ydisponibilidad superiores al 90% y una producción de másde 60.000 millones de kWh anuales. Estos indicadores hanido mejorando en los últimos años, incluso por encima dela media mundial.

Zorita

Garoña

Almaraz I y II

Trillo

Vandellós II

Cofrentes

Ascó I y II

Central nuclear Potencia (MWe)Tipo

reactorEntrada en operación

comercial

JOSÉ CABRERA (Almonacid de Zorita - Guadalajara) 160 PWR 13 agosto 1969

SANTA MARÍA DE GAROÑA (Santa María de Garoña - Burgos) 466 BWR 2 marzo 1971

ALMARAZ I (Almaraz - Cáceres) 980 PWR 1 mayo 1981

ALMARAZ II (Almaraz - Cáceres) 982,6 PWR 8 octubre 1983

ASCÓ I (Ascó - Tarragona) 1.032,5 PWR 10 diciembre 1984

ASCÓ II (Ascó - Tarragona) 1.027,2 PWR 31 marzo 1986

COFRENTES (Cofrentes - Valencia) 1.092 BWR 11 marzo 1985

VANDELLÓS II (Vandellós - Tarragona) 1.087,14 PWR 8 marzo 1988

TRILLO (Trillo - Guadalajara) 1.066 PWR 6 agosto 1988

AlemaniaBélgicaCanadá

Corea del SurEslovaquia

EspañaEstados Unidos

FinlandiaFrancia

HolandaHungría

JapónMéjico

Reino UnidoRepública Checa

SueciaSuiza

29,957,3

12,338,6

54,724

20,329,8

784

36,134,5

4,122,4

24,545,7

39,5

0% 20% 40% 60% 80% 100%

% DE PRODUCCIÓN NUCLEAR EN 2003 EN ALGUNOS PAÍSES En el mundo las centrales nucleares producen,aproximadamente, el 17% de la electricidad consumida.En la tabla figuran los datos correspondientes a algunosde los países más importantes.

AlemaniaBélgicaCanadá

Corea del SurEslovaquia

EspañaEstados Unidos

FinlandiaFrancia

HolandaHungría

JapónMéjico

Reino UnidoRepública Checa

SueciaSuiza

TOTAL MWe EN ALGUNOS PAÍSES

21.2835.760

11.32314.890

2.4087.574

98.2302.656

63.073450

1.75544.287

1.36012.052

3.4689.432

3.200

0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000

10

• Programas de vigilancia ambiental delas centrales nucleares

La industria nuclear ha sido pionera en nuestro país en lapreocupación por el estudio de su impacto en el entorno,llevando a cabo una estrecha vigilancia del medioambiente, reforzada en el entorno de sus emplazamientos.

A partir del inicio de su funcionamiento se ponen enmarcha los Programas de Vigilancia Radiológica Ambiental(PVRA), supervisados por el Consejo de SeguridadNuclear, que se aplican a la zona comprendida en unradio de 30 km alrededor del emplazamiento y cuyoobjetivo es vigilar el impacto radiológico que se puedeproducir en el entorno, controlando los niveles decontaminación del aire, aguas, suelos y alimentos.

Anualmente, cada central nuclear recoge un promedio de2000 muestras de suelos, aguas subterráneas y de lluvia,cultivos, leche, carnes, aves, peces, sedimentos, etc, queanaliza y cuyos datos son enviados al Consejo deSeguridad Nuclear que, a su vez, recoge sus propiasmuestras, lo que permite contrastar los resultados con elfin de asegurar que son correctos. Además, existen unos30 puntos, alrededor de cada central, en los que se midecontinuamente la radiación de fondo y la presencia deradiactividad para poder detectar cualquier desviación.

Los datos que se recogen sistemáticamente a través deestos Planes de Vigilancia Radiológica Ambiental indicanque la incidencia radiológica de las instalaciones sobre el

medio ambiente no ha variado las cifras que existían antesde la puesta en servicio de las centrales nucleares,debiéndose los valores medidos fundamentalmente a laradiación natural, que varía de unos lugares a otros enfunción de las características geológicas del terreno y de laaltura a la que se encuentra el mismo.

El Consejo de Seguridad Nuclear dispone de una red devigilancia de la radiación de todo el país, Red REVIRA, quecontiene tres niveles muy diferenciados: un primer nivelcompuesto por una serie de estaciones de detección ymedida continua de la radiactividad ambiental, contransmisión de señales al Consejo de Seguridad Nuclear;un segundo nivel integrado por unos laboratoriosasociados que llevan a cabo un programa de muestreo yanálisis de la radiactividad ambiental en todo el país; yfinalmente, la vigilancia radiológica de las aguascontinentales españolas.

En España, también existe la Red de Alerta a laRadiactividad, de la Dirección General de Protección Civil,con más de 900 estaciones de medida que registran ytransmiten, en tiempo real, los datos de radiaciónambiental, tanto a Protección Civil como al Consejo deSeguridad Nuclear. Esta red, de menor sensibilidad yprecisión que la anterior, tiene por objeto principal ladetección de cualquier situación accidental o escapeincontrolado de material radiactivo a la atmósfera,originado dentro o fuera de nuestras fronteras.

Alemania 19

Holanda 1

Japón 54

Corea del Sur 18

Canadá 17

Estados Unidos 104

Finlandia 4

México 2

Suecia 11

República Checa 6

Eslovaquia 6

Reino Unido 27

Bélgica 7

España 9

Francia 59

Suiza 5

Hungría 4

11

RESIDUOS RADIACTIVOS

Como la mayoría de las actividades humanas, la industrianuclear genera residuos, algunos de los cuales sonradiactivos. Los residuos radiactivos son aquellosmateriales para los que no está previsto un uso posterior yque contienen o están contaminados con radionucleidosen concentraciones superiores a unos niveles máximosestablecidos por las autoridades nacionales competentes.

En España el tratamiento de los residuos radiactivos estáregulado por el Plan General de Residuos Radiactivos queaprueba el Gobierno y ejecuta la Empresa Nacional deResiduos Radiactivos (ENRESA), creada en 1984 y cuyamisión es la gestión de los residuos radiactivos generadosen España en cualquier instalación radiactiva y el desman-telamiento de centrales nucleares.

El objetivo de la gestión de residuos radiactivos es lainmovilización de los mismos y su aislamiento del medioambiente, garantizando que no exista riesgo radiológicoindebido para las personas ni para el medio ambiente yminimizando las cargas a las generaciones futuras.

ORIGEN DE LOS RESIDUOS

La actividad que genera mayor cantidad de residuos, entérminos de actividad aunque no de volumen, es laproducción de electricidad en centrales nucleares,incluyéndose los residuos generados durante el ciclo delcombustible nuclear: minería, fabricación de elementoscombustibles y todas las actividades asociadas a suutilización en los reactores nucleares, así como losgenerados por el desmantelamiento y clausura de estasinstalaciones. También se generan residuos radiactivos,aunque en menor cantidad, en las otras aplicaciones de laenergía nuclear, en la industria, laboratorios de investi-gación o unidades de medicina nuclear de hospitales.

CLASIFICACIÓN PARA SUALMACENAMIENTO

De cara a su almacenamiento, los residuos radiactivos seclasifican en residuos de baja y media actividad, y residuosde alta actividad. En España, se producen anualmente unas1500 toneladas de residuos de baja y media actividad yunas 160 toneladas de residuos de alta actividad.Suponiendo un plazo de operación de las centralesnucleares actuales de 40 años, los residuos de baja ymedia actividad que se producirían, incluyendo sudesmantelamiento, equivaldrían al volumen de un campode fútbol, y los de alta actividad al de una piscina olímpicade 50 metros, con una profundidad de 10 metros.

• Residuos de baja y media actividad

Son aquellos que contienen isótopos emisores beta ogamma, o ambos, cuyo periodo de semidesintegración esinferior o igual a 30 años, y no desprenden calor. En estetipo de residuos se incluyen herramientas o materialesutilizados en algunas zonas de las centrales nucleares,material médico diverso utilizado en determinadas áreasde hospitales, etc.

En España, todos los residuos radiactivos de baja y mediaactividad se almacenan en el Centro de Almacenamientode El Cabril, situado en Sierra Albarrana, dentro deltérmino municipal de Hornachuelos en la provincia deCórdoba, en funcionamiento desde 1992.

Estos residuos llegan en bidones metálicos de 220 litrosque una vez acondicionados con una matriz de hormigónse introducen en contenedores cúbicos, también dehormigón, con una capacidad cada uno de ellos para 18bidones, y a continuación se tapan y se rellenan conmortero para inmovilizar su contenido. Finalmente sesitúan en las celdas de almacenamiento con capacidadcada una de ellas para 320 contenedores.

La instalación de El Cabril se ha diseñado para no producirimpacto radiológico alguno al medio ambiente. Paragarantizar que esto se cumple, se lleva a cabo unPrograma de Vigilancia Radiológica Ambiental, consistenteen la toma de muestras y medidas de radiactividad en aire,aguas, plantas y otros seres vivos del entorno, debiéndosemantener los valores medidos por debajo de los indicadospor la reglamentación vigente.

12

• Residuos de alta actividad

Los residuos de alta actividad son los que contienenisótopos emisores alfa, cuyo periodo de semidesinte-gración es superior a 30 años, y pueden desprender calor.Están constituidos fundamentalmente por el combustiblegastado de las centrales nucleares, en caso de no reproce-samiento del mismo.

El proceso se inicia cuando se realiza la parada del reactorpara la recarga de combustible. Aproximadamente unatercera parte de los elementos combustibles, ya gastados,que forman el núcleo del reactor, se extraen y sontransportados hasta la piscina, de hormigón con paredesde acero inoxidable, destinada a su almacenamientotemporal dentro de la misma instalación, colocándose enunos bastidores metálicos ubicados en el fondo.

Los elementos combustibles gastados se almacenan bajoagua para que disminuya su carga térmica y decaiga suactividad. La utilización de agua, hormigón y acero sedebe a su capacidad de blindaje para las radiacionesionizantes emitidas por estos elementos, permitiendo lamanipulación del combustible de forma segura, sin riesgoalguno de contaminación. El almacenamiento delcombustible gastado en las piscinas de las centrales es unatecnología segura y ampliamente probada a nivel interna-cional; la manipulación del combustible es mínima ysiempre bajo agua lo que permite reducir riesgos y dosisradiactivas asociadas.

El Quinto Plan General de Residuos Radiactivos tambiéncontempla la construcción de almacenamientostemporales en seco en el propio emplazamiento, dondelos elementos combustibles se sitúan en contenedoresespecialmente diseñados al efecto, como complemento a las piscinas y como un paso intermedio antes de unalmacenamiento definitivo. El almacenamiento encontenedores metálicos permite la ampliación de la

capacidad de almacenamiento en el emplazamiento deforma segura, flexible y progresiva, siendo una tecnologíaampliamente probada a nivel internacional; la manipu-lación futura del combustible irradiado se minimiza alutilizar un mismo contenedor para almacenamiento ytransporte; la fabricación de los contenedores es nacional;y estos mismos contenedores se podrían utilizar en unfuturo almacenamiento temporal centralizado, quetambién contempla el Plan General de ResiduosRadiactivos.

En España, todas las centrales nucleares, excepto Trillo,tienen almacenado el combustible utilizado durante sufuncionamiento en las piscinas situadas dentro de suinstalación. La central nuclear de Trillo, debido acondiciones de diseño, saturó su piscina de almacena-miento en el año 2002, comenzando a almacenarlo encontenedores metálicos en seco, en una nave construidopara tal fin dentro de los terrenos de la central.

En cuanto a la gestión definitiva del combustible gastado,la opción adoptada por la mayor parte de los países queutilizan la energía nuclear para producir electricidad es elAlmacenamiento Geológico Profundo en formacionesestables y homogéneas a una profundidad de entre 500 y1000 metros.

Por otra parte, y de acuerdo con lo establecido en el PlanGeneral de Residuos Radiactivos, en España también seinvestiga la opción de la separación química y la transmu-tación con el objetivo de disminuir la radiactividad delcombustible gastado y su duración.

DESMANTELAMIENTO DE INSTALA-CIONES

La clausura de una instalación nuclear o radiactiva es elconjunto de actividades que han de realizarse en elemplazamiento para dejarlo en un estado seguro sinriesgos para las personas y el medio ambiente, pudiendoutilizarse después la zona para cualquier otra actividad. En España, ENRESA ha clausurado y restaurado diversasinstalaciones relacionadas con el ciclo del combustiblenuclear: varias minas de uranio, la Fábrica deConcentrados de Uranio de Andújar en Jaén y la CentralNuclear de Vandellós I en Tarragona.

La Central Nuclear de Vandellós I, del tipo grafito-gas, de497 MW, situada en la provincia de Tarragona, quedófuera de servicio en octubre de 1989 a consecuencia deun incendio en la zona de turbinas. Aunque este incidenteno tuvo implicaciones radiológicas y solo se produjerondaños en las instalaciones convencionales, se decidió sucierre y posterior desmantelamiento por ENRESA.

13

La atmósfera es esencial para la vida en la tierra pormuchas razones, entre ellas por su contenido en oxígeno,pero también por un gran número de otros gases yproductos químicos que contiene, algunos de ellosresultado de la actividad humana.

Las evaluaciones del impacto ambiental de cualquier tipode actividad son cada vez más estrictas. La producción,transporte y consumo de energía tienen considerablesefectos en el medio ambiente, que podrían influir en lasdecisiones energéticas que se tomen en el futuro.

DESARROLLO SOSTENIBLE

Si se quiere seguir manteniendo el bienestar social actual,se debe dejar un capital, tanto material como natural,humano y social a las generaciones futuras. Esto sólo se puede conseguir a través del Desarrollo Sostenible.

En 1987, y como consecuencia de la preocupaciónmundial que apuntaba hacia una disminución progresivade la tasa de desarrollo por agotamiento de los recursosnaturales, surgió el concepto de Desarrollo Sostenible,definido como "aquel que permite satisfacer lasnecesidades de las generaciones actuales sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer las suyas propias".

Los servicios energéticos contribuyen a incrementar laestabilidad social mediante la mejora de la calidad de vidamedia y, por tanto, son esenciales para la economía y eldesarrollo social, pero todos ellos producen, en mayor omenor medida, un impacto sobre el entorno natural.

MEDIO AMBIENTE

El mayor reto del Desarrollo Sostenible en el sectorenergético es extender estos servicios a todo el mundo y alas generaciones futuras, sin poner en peligro los sistemasque soportan la vida y la capacidad de regeneración delmedio ambiente; además es importante no contribuir aagotar los recursos energéticos disponibles. La energíanuclear, gracias al bajo consumo de combustible y a lasreservas que existen actualmente, no contribuye a agotarlas fuentes de energía convencionales. En una central de1000 MW de potencia, el consumo anual de combustiblees de 35 toneladas, frente a los 2 millones de toneladas decombustible de una central de gas o de carbón.

EFECTO INVERNADERO

El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico naturalque permite mantener la temperatura del planeta alretener parte de la energía proveniente del Sol. El aumentode la concentración de dióxido de carbono (CO2) en laatmósfera, que permite que la radiación solar llegue a laTierra pero impide que parte de ella pueda volver alespacio, ha provocado la intensificación del fenómeno y el consecuente aumento de la temperatura global, elderretimiento de los hielos polares y el aumento del nivel de los océanos.

La producción de electricidad, al quemar combustiblescomo petróleo, carbón ó gas, que contienen carbono, estáañadiendo un exceso de gases de efecto invernadero a laatmósfera. Las concentraciones de CO2 en la atmósfera alo largo de los últimos 200 años han aumentado en casiuna tercera parte, principalmente debido al empleo decombustibles fósiles y a la tala de bosques. Más de la

Sol

Radiaciónsolar

Radiaciónsolar

Atmósfera conalto contenido

de CO2

Atmósfera conbajo contenido

de CO2CD B

C

DB

A A

SUPERFICIE TERRESTRE

A: Energía absorbida por la tierra.B: Energía calorífica reflejada por la tierra.C: Fracción de energía reflejada de vuelta al espacio.D: Fracción de energía reflejada absorbida por la atmósfera.

Cuanto mayor es la concentración de CO2 en la atmósfera mayor es D en relación a C, con lo que la temperatura de la tierra aumenta.

EFECTO INVERNADERO

14

mitad del efecto invernadero creado por el ser humanopuede atribuirse al CO2 y tres cuartas partes de este CO2

proceden del uso de combustibles fósiles.El desafío mundial para este milenio es satisfacer lacreciente demanda de energía, limitando las emisiones degases de efecto invernadero, principalmente el dióxido decarbono (CO2), a través del desarrollo de políticas queorienten la economía y la sociedad hacia un consumoenergético responsable, favoreciendo la eficienciaenergética y haciendo un uso racional de la energíamediante el ahorro y la utilización de sistemas no contami-nantes, especialmente fuentes limpias y renovables. En este sentido, la energía nuclear es una buena opciónpara proporcionar una base de electricidad para grandeszonas urbanas con altas densidades de población.

La energía nuclear ha de seguir siendo una parteimportante en el conjunto de fuentes energéticas en elfuturo, ya que las centrales nucleares no producen CO2,evitando la emisión de más 2.500 millones de toneladasde CO2 a nivel mundial, cantidad equivalente al 8% deltotal de emisiones en todas las actividades humanas. En laUnión Europea, la producción de origen nuclear evita laemisión de 800 millones de toneladas de CO2 cada año,cifra equivalente al mismo ahorro de emisiones que si seretiraran todos los coches que circulan por las calles deEuropa. En España, evita anualmente la emisión de unos60 millones de toneladas de CO2, equivalente a parar el75% de los vehículos que circulan por el país.

Todas las fuentes de energía deben ser utilizadas de formaque respeten la salud humana y el medio ambiente. Laenergía nuclear ha demostrado ser una fuente de energíasegura y respetuosa con el medio ambiente, ya que losriesgos e impacto en la población y el entorno pueden sergestionados efectivamente y situados en nivelesaceptables.

Además, la producción de energía eléctrica de origennuclear evita la emisión de grandes cantidades deelementos contaminantes que se generan por el uso decombustibles fósiles, que al quemarse producen óxidos deazufre y de nitrógeno y al combinarse con el agua de lasnubes, se precipitan en forma de lluvia ácida, pudiendodestrozar bosques, eliminar la vida de los lagos ydesertizar grandes superficies terrestres. Asimismo losresiduos producidos por las instalaciones nucleares estáncontrolados en todo momento y su almacenamiento estáresuelto tecnológicamente.

PROTOCOLO DE KIOTO

La preocupación mundial por luchar contra el cambioclimático mediante una acción internacional de reducciónde las emisiones de determinados gases de efectoinvernadero, responsables del calentamiento del planeta,dio lugar, en 1997, a la firma del Protocolo de Kioto. Porprimera vez se reconoce que la actuación humanadeteriora el ambiente y se pone de manifiesto lanecesidad de tomar medidas conjuntas.

El acuerdo final, que estará legalmente aprobado cuandosea firmado y ratificado por los países que producen el55% de las emisiones, establece la reducción para 38países industrializados de las emisiones de gases de efectoinvernadero en diferentes proporciones, con unareducción conjunta, durante el periodo 2008-2012, de un5,2% respecto a las emisiones de 1990.

Los países miembros de la Unión Europea deberán reducirconjuntamente sus emisiones de gases de efectoinvernadero en un 8% entre los años 2008 y 2012. Españapodrá aumentar sus emisiones en un 15% para el mismoperiodo, con respecto al nivel de 1990.

15

GLOSARIO

LOS NOMBRES ILUSTRES DE LA ENERGÍA NUCLEAR

Becquerel, Henry A. (1852-1908)Descubre la radiactividad natural.

Curie, Irene (1897-1956)Descubre junto a su marido, Frédéric Joliot, la radiactividad artificial.

Curie, Marie (1867-1934)Descubre, junto a su marido Pierre Curie, el radio y el polonio.Posteriormente consiguió aislar el radio.

Curie Pierre (1859-1906)Descubre, junto a su mujer, Marie Curie, el radio y el polonio.

Fermi, Enrico (1901-1954)Consiguió la primera reacción de fisión en cadena automantenida.

Hahn, Otto (1879-1968)Descubrió, junto con Fritz Strassmann, la fisión del uranio.

Joliot, Frédéric (1900-1958)Descubre junto a su mujer, Irene Curie, la radiactividad artificial.

Rutherford, Ernest (1871-1937)Descubre, junto con Frederich Soddy, que las partículas estánformadas por protones y electrones.

Soddy, Frederich (1877-1956)Descubre, junto con Ernest Rutherford, que las partículas estánformadas por protones y electrones.

Strassman, Fritz (1902-1980)Descubre, junto con Otto Hahn, la fisión del uranio.

Átomo Menor cantidad de un elemento químico quetiene existencia propia. Se compone de unnúcleo, formado por protones y neutrones, y deuna corteza formada por electrones.

Becquerelio (Bq) Unidad de actividad radiactiva del SistemaInternacional, equivalente a una desintegraciónpor segundo.

Electrón Partícula elemental más ligera que forma partede los átomos y que contiene la mínima cargaposible de electricidad negativa.

Factor de carga Relación en tanto por ciento entre la energíaeléctrica bruta producida en el períodoconsiderado y la que hubiera podido serproducida a la potencia nominal durante esemismo período.

Factor de operación Relación en tanto por ciento entre el númerode horas que la central ha estado acoplada a lared eléctrica en el periodo considerado y elnúmero total de horas de ese mismo período.

Isótopo Cada uno de los elementos químicos queposeen el mismo número de protones y distintonúmero de neutrones.

Kilovatio - hora Unidad equivalente a la energía producida o (kWh) consumida por una potencia de un kilovatio

durante una hora.

Neutrón Partícula elemental sin carga eléctrica y quejunto con los protones forman los núcleosatómicos.

Neutrón térmico Neutrón que se halla aproximadamente enequilibrio térmico con el medio en que semueve.

Potencia eléctrica Capacidad de producir electricidad por unidadde tiempo.

Protón Partícula elemental con carga eléctrica positiva,que constituye el núcleo de los átomos juntocon los neutrones, y cuyo número, denominadonúmero atómico, determina las propiedadesquímicas del átomo.

Sievert (Sv) Unidad de dosis efectiva y equivalente deradiación del Sistema Internacional.