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Todavía hay 10 reactores estilo Chernobyl que operan en Rusia

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En la nueva miniserie de HBO «Chernobyl», científicos rusos descubren el motivo de una explosión en el Reactor 4 en la Central Nuclear de Chernobyl, que arrojó material radioactivo en el norte de Europa.

Ese reactor, un diseño llamado RBMK-1000, se descubrió que tenía fallas fundamentales después del accidente de Chernobyl. Y, sin embargo, todavía hay 10 del mismo tipo de reactor en operación en Rusia. ¿Cómo sabemos si están a salvo?

La respuesta corta es, no lo hacemos. Según los expertos, estos reactores se han modificado para reducir el riesgo de otro desastre del estilo de Chernobyl, pero siguen siendo reactores seguros de estilo occidental. Y no hay salvaguardas internacionales que impidan la construcción de nuevas plantas con fallas similares.

«Hay varios tipos diferentes de reactores que se están considerando en varios países que son significativamente diferentes del reactor de agua ligera estándar, y muchos de ellos tienen fallas de seguridad que los diseñadores están minimizando», dijo Edwin Lyman, científico principal. y el director interino del Proyecto de Seguridad Nuclear de la Unión de Científicos Preocupados.

La seguridad de los reactores

«Mientras más cambian las cosas», dijo Lyman a Live Science, «más permanecen igual». Los reactores de agua ligera consisten en un gran recipiente a presión que contiene material nuclear (el núcleo), que se enfría mediante un suministro de agua en circulación. En la fisión nuclear, un átomo (uranio, en este caso), se divide, creando calor y neutrones libres, lo que conduce a otros átomos, lo que hace que se dividan y liberen calor y más neutrones.

El calor convierte el agua en circulación en vapor, que luego se convierte en turbina, generando electricidad. En los reactores de agua ligera, el agua también actúa como moderador para ayudar a controlar la fisión nuclear en curso dentro del núcleo. Un moderador ralentiza las neuronas libres para que sean más propensos a continuar la reacción de fisión, haciendo que la reacción sea más eficiente.

Cuando el reactor se calienta, más agua se convierte en vapor, y hay menos disponible para desempeñar este papel de moderador. Como resultado, la reacción de fisión se ralentiza. Ese circuito de retroalimentación negativa es una característica clave de seguridad que ayuda a evitar que los reactores se sobrecalienten.

El RBMK-1000 es diferente. También usaba agua como refrigerante, pero con bloques de grafito como moderador. Las variaciones en el diseño del reactor permitieron usar combustible menos enriquecido de lo habitual y repostar mientras funcionaba. Pero con los roles de refrigerante y moderador separados, el circuito de retroalimentación negativa de «más vapor, menos reactividad» se rompió. En cambio, los reactores RBMK tienen lo que se llama un «coeficiente de vacío positivo».

Esto no era problema en Chernobyl

Cuando un reactor tiene un coeficiente de vacío positivo, la reacción de fisión se acelera a medida que el agua refrigerante se convierte en vapor, en lugar de disminuir la velocidad. Esto se debe a que la ebullición abre burbujas o huecos en el agua, lo que facilita que los neutrones viajen directamente al moderador de grafito que mejora la fisión, dijo Lars-Erik De Geer, un físico nuclear que está retirado de la Agencia de Investigación de Defensa de Suecia.

A partir de ahí, le dije a Live Science, el problema se acumula: la fisión se vuelve más eficiente, el reactor se calienta, el agua se vuelve más vaporosa, la fisión se vuelve más eficiente y el proceso continúa. Cuando el Chernobyl estaba funcionando a plena potencia, esto no era un gran problema, dijo Lyman. A altas temperaturas, el combustible de uranio que alimenta la reacción de fisión tiende a absorber más neutrones, haciéndolo menos reactivo.

Sin embargo, a baja potencia, los reactores RBMK-1000 se vuelven muy inestables. En el período previo al accidente de Chernobyl el 26 de abril de 1986, los operadores estaban haciendo una prueba para ver si la turbina de la planta podía operar equipo de emergencia durante un apagón. Esta prueba requirió el funcionamiento de la planta a potencia reducida.

Mientras se redujo el suministro eléctrico, las autoridades eléctricas de Kiev ordenaron a los operadores que detuvieran el proceso. Una planta convencional se había desconectado, y se necesitaba la generación de energía de Chernobyl. «Esa fue la razón principal por la que ocurrió al final», dijo De Geer.

Lo que empeoró el problema

La planta funcionó a potencia parcial durante 9 horas. Cuando los operadores obtuvieron el visto bueno para alimentar la mayor parte del resto del camino, hubo una acumulación de xenón absorbente de neutrones en el reactor, y no pudieron mantener el nivel adecuado de fisión. El poder cayó a casi nada.

Tratando de potenciarlo, los operadores quitaron la mayoría de las barras de control, que están hechas de carburo de boro que absorbe los neutrones y se usan para retardar la reacción de fisión. Los operadores también redujeron el flujo de agua a través del reactor. Esto exacerbó el problema del coeficiente de vacío positivo, según la Agencia de Energía Nuclear.

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