Diseños de los reactores nucleares: evolución y seguridad

A principios de 2005 había 441 reactores nucleares operando en 31 países de todo el mundo. Aunque existen docenas de diferentes diseños y tamaños, podemos clasificarlos en tres categorías actualmente en uso o en periodo de desarrollo, que son: 

I Generación: prototipo de reactores comerciales desarrollado en los años 50 y 60 a partir de la modificación y la ampliación de los reactores

militares, utilizados en su origen para la propulsión de submarinos o para la producción de plutonio.

II Generación: principales diseños de reactores comerciales en funcionamiento en todo el mundo.

III Generación: Los reactores de III generación incluyen los denominados “Reactores avanzados”, tres de los cuales están funcionando en Japón y otros se encuentran en construcción o en proyecto. Se estima que se estén desarrollando unos 20 diseños diferentes?, la mayoría de los cuales son diseños “evolucionados” desarrollados a partir de los tipos de reactores de II generación con algunas modificaciones, pero sin la inclusión de cambios drásticos. Algunos de ellos representan enfoques más innovadores. Según la Asociación Nuclear Mundial, los reactores de III generación se caracterizan por:

• un diseño estándar para cada tipo para agilizar la concesión de licencias y reducir los costes de capital y el tiempo de construcción

• un diseño más sencillo y más robusto, facilitando su funcionamiento y haciéndolos menos vulnerables a roblemas de funcionamiento

• una disponibilidad y una vida útil mayores, generalmente de 60 años

• menos posibilidades de accidentes por fusión del núcleo

• impacto mínimo sobre el medio ambiente

• una mayor combustión para reducir el uso de combustible y la cantidad de residuos

• absorbentes consumibles (“venenos”) para aumentar la vida del combustible

Hasta qué punto atajan estos objetivos asuntos relacionados con los niveles de seguridad, y no sólo con la mejora económica, es algo que no queda del todo claro. el reactor de agua a presión europeo (EPR) ha sido desarrollado a partir de los diseños de II generación más recientes para su funcionamiento inicial en Francia y Alemania15. Sus objetivos son mejorar los niveles de seguridad – en especial, reducir hasta diez veces las probabilidades de accidentes graves, mitigar los efectos de un accidente grave limitando sus consecuencias a la misma instalación, y reducir costes. Pero, comparado con sus predecesores, el EPR presenta varias modificaciones que reducen sus márgenes de seguridad, como:

• Se ha reducido el volumen del edificio de contención del reactor simplificando la configuración del sistema de enfriamiento de emergencia del núcleo, y utilizando los resultados de nuevos cálculos que predicen menos formación de hidrógeno durante un accidente.

• Se incrementó un 15% la salida térmica de la central en relación con el modelo francés aumentando la temperatura del núcleo y permitiendo que las bombas principales del refrigerante funcionen a mayor capacidad y modificando los generadores de vapor.

• El EPR presenta menos trenes redundantes en los sistemas de seguridad que el reactor alemán de II generación.

Algunas otras modificaciones son aclamadas como importantes mejoras de seguridad, como la inclusión de un sistema de “colector del núcleo” para controlar un accidente de fusión. Y a pesar de los cambios acometidos, no existe garantía de que el nivel de seguridad del EPR represente una mejora significativa: la reducción de hasta diez veces de las probabilidades esperadas de fusión del núcleo no está probada, y existen serias dudas sobre el éxito de la mitigación y control de un accidente por fusión del núcleo con el concepto de

“colector del núcleo”.

Por último, actualmente se encuentran en periodo de desarrollo los reactores de IV generación con la idea de comercializarlos en 20-30 años.