Chernobyl - cómo ocurrió todo

El accidente de Chernobyl

Texto publicado en curiosoperoinutil.com

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El texto que sigue está basado en una colaboración que hice como parte de un artículo de José Manuel Rodríguez, de Hispalibertas, quien la ha mejorado y aumentado, en el 20 aniversario de la catástrofe de Chernobyl.

El accidente de Chernobyl tuvo lugar a la 1:23:58 AM (hora local) del 26 de abril de 1986. El accidente consistió en una serie de explosiones (primero de vapor y luego de otros productos de combustión nuclear) seguidas de una fusión del núcleo del reactor.

Las causas de este accidente nuclear, el mayor de la historia, se pueden atribuir al defectuoso diseño de la planta unido a la casi total ignorancia del personal sobre cómo afectaban sus acciones al funcionamiento de la planta. También hubo fallos de comunicación entre el personal de seguridad y los encargados de operación del reactor.

Ante todo, veamos someramente cómo funciona una central nuclear de este tipo:
En una cámara tenemos un montón de uranio enriquecido sufriendo una reacción nuclear. Ésta consiste en la emisión de neutrones por parte de los átomos de uranio. Cada vez que un átomo de uranio emite tres neutrones, libera bastante energía, en forma de calor y radiación. Este calor se utiliza para generar vapor que mueve una turbina que genera electricidad. Cada uno de los tres neutrones obtenidos de la fisión de un átomo de uranio sirve para fisionar (partir) otro átomo de uranio. Se obtiene una reacción en cadena. Es el mismo mecanismo que el de las bombas atómicas de la IIGM. Pero como no queremos una bomba atómica, se “intoxica” la reacción, metiéndole moderadores, que absorben algunos neutrones y hacen que la reacción no vaya tan rápida. Además de los moderadores (grafito en Chernobyl) hay refrigerante (agua en Chernobyl) que sirve para mantener la reacción a temperaturas fijadas y al mismo tiempo modera también la reacción. Una central nuclar de fisión es, hablando mal y pronto, una bomba atómica a cámara lenta. Así dicho parece que es una locura, pero se conoce muy bien el mecanismo y hay múltiples medidas de seguridad que, correctamente utilizadas, hacen prácticamente imposible que ocurra nada. Sólo si se obvian varias de estas medidas de seguridad simultáneamente, como ocurrió en Chernobyl, se empieza a estar en peligro. Nunca ha habido un accidente grave cuando se cumplían las normas de seguridad.

Aquella noche, aprovechando que el reactor se iba a cerrar después para una revisión de seguridad, se iba a llevar a cabo un experimento en el reactor 4 para ver si, tras un apagón, la inercia de la turbina principal sería capaz de generar energía suficiente para activar los sistemas de emergencia (en particular, las bombas de agua). El reactor contaba con dos motores diésel para activar los sistemas de emergencia, pero éstos no se activaban instantáneamente. La prueba consistía en ver si durante los segundos que tardaban en activarse los motores la turbina podría activar los sistemas de seguridad. Ese mismo experimento ya se había hecho en Chernobyl en el reactor 1 poco tiempo atrás (aunque con todas las medidas de seguridad conectadas), siendo el resultado negativo: la turbina, por sí sola, no consiguió activar los sistemas de seguridad hasta la entrada en funcionamiento de los motores diésel. Tras una serie de modificaciones en el reactor, se quería intentar otra vez.

Antes de empezar el experimento, se redujo la potencia de funcionamiento del reactor desde los 3200 MW a 1000 MW, para realizar el experimento en condiciones menos peligrosas. Sin embargo, debido a un fallo de coordinación entre operarios, la potencia del reactor siguió bajando y llegó a estar sólo en 30 MW. A tan baja potencia, se produce un exceso de Xenon-135 (135Xe), un producto de reacción que envenena la fisión, pues absorbe neutrones. A potencias mayores, el Xenon-135 se consume en la reacción. La reacción comenzó a detenerse, pero se decidió no cancelar el experimento. Habría hecho falta un buen rato para incrementar de nuevo la potencia del reactor hasta los 1000 MW originalmente previstos. Pero no se disponía de tanto tiempo. El experimento ya iba con retraso porque durante el día habían tenido que aplazarlo durante 9 horas, debido a un pico de demanda de energía eléctrica de Kiev. Los coordinadores del experimento trabajaban bajo la presión de sus superiores. Lo que se hizo fue subir la potencia sólo hasta 200 MW. Como a este nivel sigue habiendo demasiado Xenon-135, se retiraron, más allá del límite establecido por el reglamento de seguridad, las barras de grafito (que también moderan los neutrones), para que la reacción se viese menos moderada y pudiera seguir el experimento. Dejan dentro del combustible sólo 8 de las 30 barras mínimas exigidas por el reglamento. No sólo eso, sino que también se desconectaron todos los sistemas automáticos de cierre de reacción (SCRAM) del reactor. Es un fallo gravísimo de diseño el permitir que todos los sistemas automáticos de emergencia puedan ser desconectados por los operarios.

Y el experimento comenzó. Y fracasó. En el momento de desconectar la turbina de la red, la potencia de las bombas de agua cayó rápidamente. Al cesar la llegada de agua de refrigeración, comenzó a subir la temperatura del refrigerante del reactor, que comenzó a hervir. Y aquí aparece un nuevo fallo de diseño que los operarios desconocían o, si lo conocían, no tuvieron en cuenta.

El reactor de Chernobyl, del tipo RBMK (moderado por grafito) estaba supermoderado. En un reactor submoderado, una disminución de la cantidad de refrigerante provoca, por efecto doppler, una disminución de la potencia. Esto se conoce como un “coeficiente de huecos negativo”. En un reactor supermoderado, la disminución de la cantidad de refrigerante provoca un aumento de la potencia de la reacción (coeficiente de huecos positivo). Esto significa que el agua del refrigerante no sólo sirve para disminuir la temperatura del reactor, sino también para detener los neutrones de la reacción. El agua líquida absorbe muy bien los neutrones, pero no así el vapor de agua. Cuando comenzó a evaporarse el agua del refrigerante dentro de las tuberías, la reacción comenzó a crecer descontroladamente. Se llegó a alcanzar un nivel de potencia de 30 GW, diez veces superior al establecido por las normas de seguridad.

Al cabo de unos segundos, se pulsó el botón de parada total del reactor (SCRAM). Pero ya era demasiado tarde. EL SCRAM activa la entrada de todas las barras de grafito en el combustible, para detener la reacción. Pero como habían sido retiradas más allá del límite de seguridad, tardaron más de 18 segundos en entrar. La temperatura del reactor había subido demasiado, y las barras de grafito que debían introducirse en el combustible nuclear se deformaron por la temperatura, pudendo introducirse sólo hasta un tercio de su longitud. Además, estas barras tenían una característica, de nuevo obviada por los operadores: al entrar en el combustible, provocan un aumento transitorio de la potencia, seguido por la disminución de la misma. Ese primer pico (de 100 veces la potencia nominal del reactor) ayudó a que todo ocurriera aún más rápido. El agua evaporada reventó todas las tuberías, provocando una inmensa explosión. La explosión libera toda el agua refrigerante, provocando un incremento aún mayor de la potencia, que alcanzó 480 veces el valor nominal del reactor. Además, reventó el techo del reactor, que sólo estaba parcialmente blindado, provocando la entrada masiva de aire, y con él oxígeno, que hizo arder todas las barras de grafito introducidas en el combustible. En ese momento, una segunda explosión revienta el resto del reactor, lanzando a la atmósfera más de 8 toneladas de material radiactivo (entre 200 y 500 veces mayor radiactividad que las bombas de Hiroshima y Nagasaki), con una potencia de un billón de julios. Se ha dicho en casi todos los medios informativos que la potencia de la explosión fue 200 veces mayor que la de Hiroshima. Nada más falso. Si hubiera sido así, no habría quedado nada de la central. Lo que fue 200 veces más alto, como digo, fue la radiactividad.

El núcleo del reactor se funde: se convierte en una masa radiactiva que sigue soltando cantidades inmensas de radiación y calor. La explosión provoca más de 30 incendios, que los bomberos consiguen apagar a las 9 de la mañana, con un alto precio en vidas humanas. Más de 30 bomberos murieron ese mismo día por culpa de la radiación. Para evitar que la reacción nuclear siguiera funcionando, se emplearon helicópteros, que desde el día siguiente a la explosión, lanzaron sobre el núcleo del reactor más de 5.000 toneladas de distintos tipos de materiales.

Comenzaron vertiendo 40 toneladas de carburo de boro (otro moderador), para garantizar que no se reanudara la reacción de fisión. Continuaron con 800 toneladas de dolomita a fin de extinguir el fuego y refrigerar el núcleo, y con el mismo fin añadieron 2400 toneladas de granalla de plomo. Finalmente, añadieron 1800 toneladas de arena y arcilla con el objetivo de retener los productos de fisión. Esto último falló: todavía había demasiada radiación y la arena acabó fundiéndose y cristalizando.

Posteriormente se construyó un gigantesco sarcófago, hecho con 410.000 metros cúbicos de hormigón y 7.000 toneladas de acero; el sarcófago fue terminado en noviembre de 1986. Por cierto, que ahora está lleno de grietas y toca arreglarlo, pero como es tan caro nadie se quiere hacer cargo del tema.

El reactor dañado permanecerá radiactivo como mínimo los próximos 100.000 años. El accidente fue detectado el lunes 28 de abril de 1986, a las 9 de la mañana, en la central nuclear sueca de Forsmark, unos 100 kilómetros al norte de Estocolmo, donde los contadores Geiger registraban niveles de radiactividad 14 veces superiores a lo normal. Primero se pensó en un escape en la propia central (las primeras noticias de las agencias de prensa hablaban de un accidente en una central sueca), pero un exhaustivo control mostró que la central funcionaba perfectamente y que la radiactividad venía del exterior de la central.

NOTA IMPORTANTE Gente que sabe mucho de esto (¡gracias, jóvenes nucleares! –tenéis nombre de super héroes, por cierto–) aporta bastantes correcciones jugosas en el comentario nº 9. He incurrido en imprecisiones en el texto (empezando por no distinguir entre “moderar” y “absorber” neutrones) que ellos aclaran con maestría. El grueso de la secuencia de acontecimientos parece estar bien, sin embargo.
Tomado de http://curiosoperoinutil.com/
Escrito por Remo a las 6:19 am.
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99 curiosidades cientificas

99 curiosidades científicas

La ciencia está plagada de hechos curiosos, amenos e interesantes, aquí tenéis una buena selección de datos. Y es que la ciencia no tiene por qué ser aburrida...

1. Normalmente se redondea la velocidad de la luz entorno a los 300 000 km/segundo. La medición exacta es de 299 792 458 m/s, lo que equivale a 186 287,49 millas/s.

2. La luz tarda 8 minutos y 17 segundos en viajar desde el Sol hasta la superficie terrestre.

3. El 12 de octubre de 1999 se declaró “el día de los seis mil millones de personas”, según los pronósticos de Naciones Unidas.

4. El 10% de los seres humanos de todos los tiempos está vivo en este momento exacto.

5. La Tierra rota a una velocidad de 1 609 km/h, pero se desplaza a través del espacio a la increíble velocidad de 107 826 km/h.

6. Cada año más de un millón de terremotos golpean la Tierra.

7. Cuando el volcán de Krakatoa hizo erupción en 1883, la fuerza que desató fue tan colosal que pudo oírse en Australia, a más de 4 800 km de distancia.

8. La piedra de granizo más grande pesaba 1kg y cayó en Bangladesh en 1986.

9. Alrededor de 100 rayos alcanzan la Tierra cada segundo.

10. 1 000 personas mueren al año a causa de los rayos.

11. En octubre de 1999, un iceberg del tamaño de Londres se desprendió de la barrera de hielo Antártica.

12. Si pudieses conducir en línea recta hacia el espacio, llegarías en poco más de una hora.

13. La tenia humana puede llegar a alcanzar los 22,9 m.

14. La Tierra tiene 4 560 millones de años de antigüedad, al igual que la Luna y el Sol.

15. Los dinosaurios se extinguieron antes de que se formasen las Montañas Rocosas o los Alpes.

16. Las arañas femeninas conocidas como viudas negras se comen a los machos después del apareamiento.

17. Cuando una pulga salta, su índice de aceleración es 20 veces superior al del lanzamiento del trasbordador espacial.

18. Si el Sol midiese tan solo una pulgada de diámetro (2,54 cm), la estrella más cercana se encontraría a 716 km de distancia.

19. La ciruela Kakadu australiana contiene 100 veces más vitamina C que una naranja.

20. Los astronautas no pueden eructar porque la ingravidez no permite la separación de líquido y gas en sus estómagos.

21. En la cima del Monte Everest, a 8 848 m, la densidad del aire es sólo una tercera parte de la que se registra a nivel del mar.

22. Una millonésima de la millonésima de la millonésima de la millonénisma de la millonésima de segundo después del Big Bang, el universo tenía el tamaño de un guisante.

23. El ADN fue descubierto por primera vez en 1869 por el suizo Friedrich Mieschler.

24. La estructura molecular del ADN fue establecida por primera vez en 1953 por Watson y Crick.

25. El primer cromosoma humano sintético fue creado en 1997 por científicos estadounidenses.

26. El termómetro fue inventado en 1607 por Galileo.

27. El inglés Roger Bacon inventó la lupa en 1250.

28. Alfred Nobel inventó la dinamita en 1886.

29. A Wilhelm Rontgen le concedieron el Premio Nobel de Química por descubrir los rayos X en 1895.

30. El árbol más grande de todos los tiempos era un eucalipto australiano. En 1872 registró una altura de 132 m.

31. Christian Barnard practicó el primer trasplante de corazón en 1967. El paciente vivió 18 días más.

32. La envergadura de un Boeing 747 es superior que la longitud del primer vuelo de los hermanos Wright.

33. Una anguila eléctrica puede producir una descarga superior a los 650 voltios.

34. La comunicación sin cables experimentó un gran paso adelante en 1962 con el lanzamiento de Telstar, el primer satélite capaz de retransmitir señales de teléfono y de televisión por satélite.

35. Los primeros productores de vino vivieron en Egipto alrededor del año 2300 aC.

36. El virus del Ébola mata a 4 de cada 5 humanos a los que infecta.

37. Dentro de 5 mil millones de años el Sol se quedará sin combustible y se convertirá en una Gigante Roja.

38. Las jirafas suelen dormir durante 20 minutos al día. Pueden llegar a dormir hasta 2 horas (a ratos, no de una sola vez), pero excepcionalmente. Nunca se acuestan.

39. El orgasmo de un cerdo dura 30 minutos.

40. Sin su capa de mucosidad, el estómago se digeriría a sí mismo.

41. Los humanos tienen 46 cromosomas, los guisantes 14 y el cangrejo 200.

42. En el cuerpo humano hay 96 560 Km. de vasos sanguíneos.

43. Una célula sanguínea tarda 60 segundos en completar su recorrido por el cuerpo.

44. Utopía es una gran superficie plana de Marte.

45. El día del sepelio de Alexander Graham Bell se detuvo todo el sistema telefónico estadounidense durante un minuto en señal de duelo.

46. La llamada de baja frecuencia de la ballena jorobada es el sonido más fuerte producido por un ser vivo.

47. La llamada de la ballena jorobada produce un sonido más alto que el del Concorde y puede ser escuchado a 926 Km. de distancia.

48. Una cuarta parte de las especies vegetales del planeta estarán en peligro de extinción en el año 2010.

49. Cada persona pierde más de 18kg de piel durante su vida.

50. Con 38 cm, los ojos del calamar gigante son los mayores del planeta.

51. Las galaxias más grandes contienen un billón de estrellas.

52. El universo contiene más 100 mil millones de galaxias.

53. Las heridas plagadas de gusanos cicatrizan rápidamente y sin que se extienda la gangrena ni otras infecciones.

54. Se transmiten más gérmenes dando la mano que besando.

55. El glaciar más largo del Antártico, el glaciar Almbert, tiene 400 km de largo y 64 de ancho.

56. La velocidad máxima a la que una gota de lluvia puede caer es de 28 km/h.

57. Una persona sana tiene 6 mil trillones de moléculas de hemoglobina.

58. Gracias a su dieta rica en salmón y baja en colesterol los Inuits raramente sufren enfermedades cardíacas.

59. Los casos de endogamia provocan que 3 de cada 10 perros dálmata padezcan desordenes auditivos.

60. El insecto alado más pequeño del mundo, la avispa parasitaria de Tanzania, es más pequeño que el ojo de una mosca común.

61. Si el Sol fuese del tamaño de un balón de playa, Júpiter tendría el tamaño de una pelota de golf y la Tierra sería tan solo un guisante.

62. Un objeto pesado tardaría alrededor de una hora en hundirse unos 10 Km. en la parte más profunda del océano.

63. Hay más organismos vivos en la piel de un ser humano que seres humanos en la faz de la Tierra.

64. La ballena gris recorre más de 23 150 km durante su migración anual de ida y vuelta desde el Ártico hasta México.

65. Cada molécula de goma está compuesta por más de 65 000 átomos.

66. Alrededor de mil billones de neutrinos del Sol habrán atravesado tu cuerpo mientras lees esta frase.

67. …y ya han pasado la Luna.

68. Un quásar emite más energía que 100 galaxias gigantes.

69. Los quásares son los objetos más lejanos del universo.

70. El cohete Saturno V que llevó al hombre a la luna desarrollaba una energía equivalente a 50 aviones Jumbo 747.

71. El koala duerme 22 horas al día de promedio, dos horas más que el perezoso.

72. La luz tardaría 0,13 segundos en dar una vuelta a la Tierra.

73. Los varones producen mil células de esperma por segundo, 86 millones al día.

74. Las estrellas de neutrones son tan densas que una sola cucharadita sería más pesada que toda la población terrestre.

75. Uno de cada 2 000 bebés nace con un diente.

76. Cada hora el Universo se expande más de mil millones de Kilómetros en todas direcciones.

77. En algún lugar del parpadeo de un canal de televisión mal sintonizado se encuentra en el fondo la radiación desprendida por el Big Bang.

78. Incluso viajando a la velocidad de la luz tardaríamos 2 millones de años en llegar a la galaxia grande más cercana, Andrómeda.

79. La temperatura en el Antártico puede descender de golpe hasta -35ºC.

80. Con más de 2 000 Km. de longitud, el gran arrecife de coral es la estructura viviente más grande de la Tierra.

81. Un dedal lleno de estrella de neutrones pesaría más de 100 millones de toneladas.

82. El riesgo de que un meteorito golpee a un ser humano es de una vez cada 9 300 años.

83. El lugar habitado más seco del mundo es Asuán, en Egipto, donde el promedio anual de lluvias es de 50 mm.

84. El lugar más profundo de todos los océanos del mundo se encuentra en la Fosa de las Marianas, en el Pacífico, y tiene una profundidad de 10 924 m.

85. Los cráteres de meteorito más grandes del mundo se encuentran en Sudbury, en el estado de Ontario, Canadá y en Vredefort, Sudáfrica.

86. El desierto más grande del mundo, el Sahara, tiene más de 9 065 000 km2.

87. El mayor dinosaurio jamás descubierto era el Seismosaurus, que medía más de 30m de altura y pesaba más de 80 toneladas.

88. La gestación del elefante africano dura 22 meses.

89. El bandicut de nariz corta tiene un periodo de gestación de tan solo 12 días.

90. El porcentaje de mortalidad por la mordedura de la serpiente mamba negra es del 95%

91. En el siglo XIV la peste negra acabó con la vida de 75 millones de personas. Las pulgas de la rata negra eran las portadoras de la enfermedad.

92. El sentido del olfato de un perro es mil veces más sensible que el de los humanos.

93. Un huracán típico produce la energía equivalente a 8 000 mil bombas de un megatón.

94. El 90% de las muertes por huracanes se producen por ahogamiento.

95. Para escapar de la atracción terrestre un cohete necesita desplazarse a 11 km/s.

96. Si cada estrella de la Vía Láctea tuviese el tamaño de un grano de sal, entre todas podrían llenar una piscina olímpica.

97. La vida microbiana puede sobrevivir en el sistema de refrigeración de los reactores nucleares.

98. Los micro-organismos han vuelto a la vida después de haber permanecido congelados en capas de hielo subterráneas durante 3 millones de años.

99. Nuestro programa de radio más antiguo de 1930 ya ha viajado a través de 100 000 estrellas.



Fuente noticia: First Science

Traducido por Miguel Ángel Montañés Giménez para Astroseti