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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