Fukushima Daiichi

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9 de mayo de 2012 - El gobierno japonés nacionaliza Tepco, principal empresa asiática de energía que gestionaba la central nuclear afectada por el tsunami, por un trillón de yenes (9.682 millones de euros), adquiriendo más del 50% de la propiedad.

Fukushima 100 días después.

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Se cubrirá de hormigón. El proceso se ha planificado con una duración de nueve meses. La otra opción es el desmantelamiento. Ya se han arrojado 11.500 toneladas de agua radiactiva al mar.

Información sobre el proceso de fisión nuclear.

1. Núcleo: está formado por barras de zirconio con pequeñas pastillas de uranio en su interior. Estas barras son el primer sistema de seguridad.
2. Barras de control. Al ascender, limitan la transmisión del calor, lo que reduce la producción de energía y permite mantener estable la temperatura. Al estar situadas en la parte inferior del núcleo, necesitan energía para ascender.
3. Separador y secador. Separa el agua líquida de la vasija del vapor de agua, que se dirige a la turbina.
4. Vapor. Mueve la turbina que genera electricidad y posteriormente se enfría y es condensado de nuevo al agua, que se envía de nuevo al combustible nuclear para volver a ser calentada.
5. Vasija. Es el segundo sistema de seguridad y el lugar en el que ocurre el calentamiento del agua.
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La central nuclear de fisión de Fukushima Daiichi (conectada a la red eléctrica japonesa el 17 de noviembre de 1970) , dispone de seis reactores tipo BWR, que a diferencia del tipo de reactor más utilizado en EE.UU. y Europa, tipo PWR (a la derecha), no disponen de un generador de vapor extra, por lo que se trata de un circuito cerrado, parecido al de las centrales térmicas. El vapor que mueve la turbina es exactamente el mismo agua que calienta el núcleo del reactor, si hay que reducir la presión, hay menos agua dentro del circuito y disminuye la capacidad de enfriar el núcleo.

El terremoto Miyagiken-Oki, ocurrido en Japón a las 14:46 del pasado 11 de marzo, de potencia 9.0 en la escala de Richter, con una energía similar a 250 toneladas de TNT; superó todas las previsiones posibles. La central nuclear fue construida para soportar un terremoto de 8.2 grados en la escala de Richter, así que puede decirse que la central nuclear aguantó bien.

Medidas de seguridad

El profesor Josef Ohemen, científico del MIT, publicó el artículo "Why I am not worried about Japan´s nuclear reactors", que utilizo como fuente principal.

Todo es una cuestión de temperatura y presión. Cuando aumenta la temperatura, aumenta la presión de la vasija, y a la inversa. El proceso normal de producción de energía se produce a temperatura de 250 grados. Es necesario controlar constantemente ambos parámetros para cuándo se produce una desintegración descontrolada del uranio (que provoca una reacción nuclear en cadena).

Punto de fusión de las barras de óxido de uranio (combustible): 3.000 grados.

1ª barrera de protección: Zircaloy (aleación de circonio): Punto de fusión de 2.200 grados. A esa temperatura, se funde a los 45 minutos.
2ª barrera: Vasija de presión: soporta varios cientos de grados.
3ª barrera: Todo se envuelve en una "burbuja hermética, muy gruesa, del mejor acero y cemento".
4ª barrera: Edificio del reactor. No está diseñado para la contención de la radiactividad.

El combustible se encuentra sumergido en agua desmineralizada (el agua pura no se activa mucho, así que queda prácticamente libre de radiactividad), es la principal encargada de mantener el núcleo fresquito. Por tanto, el margen de maniobra de los operarios oscila entre los 250 ºC y los 2.200 ºC, es entonces cuando el uranio supera la primera barrera; como ha ocurrido en los reactores 1, 2 y 3.

Además, "el reactor tiene varios sistemas de refrigeración, cada uno de ellos en múltiples versiones (el sistema de limpieza de agua del reactor, la retirada del calor, el enfriamiento aislante del núcleo del reactor, el sistema de enfriamiento líquido en espera, el sistema de enfriamiento de emergencia del núcleo)". En total, son 11 válvulas de presión por reactor.

¿Qué ha pasado en Fukushima?

El día 11 de marzo ocurrió el terremoto, las barras de control interrumpieron la reacción en cadena automáticamente, hasta aquí todo bien, pero el combustible sigue transmitiendo calor residual producido por cesio y yodo (subproductos de la desintegración del uranio) principalmente, que siguen desintegrándose y, por tanto, emitiendo calor. La carga de calor residual es aproximadamente un 3% del calor que se tiene en condiciones normales de funcionamiento (41,4 MWt de los 1380 MWt, en este caso; el calor que emiten 41.400 estufas domésticas).

La primera explosión, ocurrida el 12 de marzo en el reactor 1, tuvo lugar entre la burbuja hermética y el edificio del reactor, según Oehmen, "no está del todo claro qué sucedió, pero esto es lo más probable: los operarios decidieron liberar vapor de la vasija de presión, pero no directamente al exterior, sino al espacio entre el tercer confinamiento y el edificio del reactor (para que el vapor tuviera más tiempo en reducir su radiación). El problema es que, a las altas temperaturas que el núcleo había alcanzado ya, las moléculas de agua pueden "disociarse" en oxígeno e hidrógeno... una mezcla explosiva".

Dos días después, hay otra explosión, esta vez en el reactor 3, al mezclarse el hidrógeno con el aire durante las labores de "venteo" (expulsar vapor al exterior para reducir la presión).

El día 15 se rompe la cámara de supresión de presión del reactor 2, liberando radiación al exterior. La mayor parte del agua se había evaporado y había sido expulsada para reducir la presión, por lo que se rellenó con agua del mar y boro (un compuesto químico que "capta" rápidamente los neutrones que desprende el combustible y favorece el enfriamiento). Parte de este agua volvió al mar, según TEPCO, la empresa propietaria de la central, en cantidades que suponen riesgo para la salud.

En el reactor 4, el combustible no se había calentado lo suficiente para integrar el hidrógeno y otra explosión destruyó la parte superior del edificio y destruyó además parte de la estructura del reactor 3.

El principal problema es que fallaron los sistemas de energía imprescindibibles para seguir haciendo circular el agua para mantener la refrigeración del núcleo. Los generadores diésel auxiliares, el último recurso, fueron "arrollados" por el tsunami (una hora después del terremoto) que llegó a alcanzar los 14 metros, la altura de un edificio de cinco plantas.

Durante estos días se ha intentado refrigerar los reactores 3 y 4 lanzando agua sobre el reactor con mangueras y helicópteros, y la situación se ha mantenido estable, hasta hoy, cuando han comenzado a expulsar humo blanco. Aún se desconocen las causas.

(Vía New York Times a través de MIT NSE Nuclear Information Hub)

Evolución de los reactores

Estas son las cantidades de combustible (en toneladas) que quedan en las piscinas de cada reactor de la central de Fukushima Daiichi:

	Capacidad	Elementos combustibles irradiados	Elementos combustibles no irradiados
Reactor 1	900	292	100	Marzo 2010
Reactor 2	1,240	587	28	Sept 2010
Reactor 3	1,220	514	52	Junio 2010
Reactor 4	1,590	1,331	204	Nov 2010
Reactor 5	1,590	946	48	Enero 2011
Reactor 6	1,770	876	64	Agosto 2010

Mayoría de adiciones recientes
de combustible irradiado

(Enviado el 17 de marzo por Banri Kaieda,
ministro de Economía, Comercio e Industria de Japón)


Último informe: 22 de marzo, a las 6:00

Todos disponen de suministro eléctrico externo.

Reactor 1. (Nivel de gravedad 5). Según TEPCO, la empresa propietaria, un 70% del núcleo está dañado. Se sigue llenando con agua pero una parte sigue deshidratada (1,8 metros). Pese a ello, se mantiene la integridad de los sistemas de seguridad y ya no es necesaria la despresurización, por lo que no se sigue emitiendo baja radiactividad al exterior. La integridad del reactor se mantiene pero la parte superior del edificio fue destruida por la explosión. La sala de control está muy afectada por la radiación, lo que limita la capacidad de los operarios.

Reactor 2. (Nivel de gravedad 6). Un 33% del núcleo está dañado. Tampoco es necesaria la despresurización y la sala de control está afectada por la radiación. Ayer (21 de marzo) se restauró la conexión eléctrica. Sigue sin conocerse la procedencia del vapor que sale del reactor. Según André-Claude Lacoste, presidente de la Autoridad de la Seguridad Nuclear de Francia, el sistema de contención "ya no es hermético", y "no se sabe hasta qué punto el sistema de contención está dañado".


Temperatura del reactor desde el 20 de marzo, cuando empezó a ser medida.

20 Marzo, 23:00 UTC:	49 °C
21 Marzo, 05:25 UTC:	50 °C
21 Marzo, 21:20 UTC:	51 °C
22 Marzo, 02:20 UTC:	53 °C
22 Marzo, 06:30 UTC:	50 °C

Reactor 3. (Nivel de gravedad 5). El núcleo está parcialmente dañado. Es necesario que se mantenga el flujo constante para mantener la temperatura estable. El vapor producido en la vasija en contacto con el combustible se evacúa dentro del recinto (enceinte), que parece siempre apretado (étanche) (aunque depende de los espacios libres recientemente constatados y la evolución de la presión dentro del recinto). La presión ha vuelto a bajar después de que ayer subiera.

Si el núcleo llegara a fundirse, sólo queda la burbuja hermética y el edificio del reactor, dañado por la explosión. La parte superior del reactor ha sido afectada por la explosión y la sala de control está muy afectada por la radiación, lo que limita la capacidad de los operarios.

Reactor 4. (Nivel de gravedad 3). La parte superior del edificio está dañada y la sala de control ha sido afectada por la radiación. "Las autoridades japonesas informaron el martes 22 a la AIEA de que la piscina del depósito de combustible usado del reactor estaba en llamas y que emitía radioactividad directamente en la atmósfera", señaló un comunicado de la Agencia Internacional de la Energía Atómica (AIEA).

Reactores 5 y 6. Los núcleo de ambos reactores tiene elementos combustibles. Una inyección de agua en curso permite que la presión, la temperatura y el nivel en el interior de la vasija estén controlados. Disponen de dos grupos electrógenos y una fuente de alimentación de energía externa. Estas dos unidades estaban apagadas y en proceso de mantenimiento cuando se produjo el terremoto. Tras la restauración de los sistemas de refrigeración, la temperatura y la presión siguen descendiendo.

Una vez restablecida la conexión eléctrica, sólo queda comprobar en qué estado quedaron las bombas de agua después del terremoto y esperar que aún haya tiempo para evitar que ahí dentro pase lo peor. En todo caso, es una buena razón para ser optimistas. Aún así, ya se ha informado de radiación en verduras y leche procedentes de la región de Fukushima y agua del grifo en la capital japonesa.


Información sobre los días posteriores:

Fukushima Daiichi Nuclear Accident An Update Log



Actualización: 30/3/11 - 19:40

Radiactividad

(Vía ZAMG, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik)

Este es recorrido del Yodo 131; subproducto radiactivo del uranio. El viento lo arrastra hacia el Este. Su vida media (cuando deja de afectar a la salud del ser humano) es de 8,02 días, por lo que la mayor parte se quedará en el mar (afectando a la flora y fauna marinas); pero podría llegar a afectar la costa Oeste estadounidense.


Por otra parte, el Cesio 137 (con una trayectoria similar), detectado en el mar de Fukushima, tiene una vida de 30,7 años. Las variables a tener en cuenta son: tiempo, distancia y cantidad. De los elementos radiactivos detectados en Fukushima:

- El yodo 131 provoca cáncer de tiroides después de dos semanas de exposición, afectando principalmente a los niños, ya que sus glándulas tiroides aún se están desarrollando.

- Las fuentes principales de exposición al cesio 137 son los alimentos y el agua potable, aunque también nos afecta respirar aire contaminado. Puede recorrer largas distancias antes de depositarse en la tierra o en el agua. Provoca náuseas, vómitos, diarrea, hemorragias, coma y la muerte en el caso de exposiciones muy altas. Si afecta a mujeres embarazadas, produce defectos de nacimiento de los hijos.

- Plutonio 239: Tiene una vida media de 25.000 años. El plutonio puede permanecer en los pulmones o movilizarse a los huesos, el hígado u otros órganos. Generalmente permanece en el cuerpo durante décadas y continúa exponiendo a radiación a los tejidos que lo rodean. La consecuencia principal de la exposición al plutonio es el cáncer, que puede manifestarse años después. Afecta a la habilidad de nuestras defensas para combatir infecciones.

Uranio 235	7,038 · 108 años	Uranio 238	4,468 · 109 años	Potasio 40	1,28 · 109 años
Rubidio 87	4,88 · 1010 años	Calcio 41	1,03 · 105 años	Carbono 14	5760 años
Radio 226	1602 años	Cesio 137	30,07 años	Bismuto 207	31,55 años
Estroncio 90	28,90 años	Cobalto 60	5,271 años	Cadmio 109	462,6 días
Yodo 131	8,02 días	Radón 222	3,82 días	Oxígeno 15	122 segundos

No he conseguido embeber el mapa oficial de la radiación en tiempo real en Japón, pero el siguiente mapa muestra la radiactividad y su última actualización es del 28/3/2011 (a 30/3):

(Vía Japan.org)

(under survey: en estudio) Todavía faltan datos...

Otras fuentes consultadas:

• Nuclear Power Plants and Earthquakes: http://www.world-nuclear.org/info/inf18.html 
• Situation des installations nucléaires au Japon suite au séisme majeur survenu le 11 mars 2011. Point de situation du 21 mars 2011 à 15 heures: http://www.irsn.fr/FR/Actualites_presse/Actualites/Documents/IRSN_Seisme-Japon_Point-situation-21032011-15h.pdf 
• Les accidents graves sur les réacteurs à eau bouillante (REB): http://www.irsn.fr/FR/Actualites_presse/Actualites/Documents/irsn_accidents-graves-reacteurs-a-eau-bouillante.pdf 
• Regulatory Guide for Reviewing Seismic Design of Nuclear Power Reactor Facilities: http://www.nsc.go.jp/english/taishin.pdf Reading of environmental radioactivity level（English,Chinese and Korean version） 
• Los efectos de una exposición a radiactividad en base al tipo de radioisótopo

Podría actualizarlo diariamente pero, es triste decirlo, no me atrevo a leerlo...

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 Actualización.  22/05/2012 - 5:46 Datos de la Agencia Espacial Rusa:

Japan. A year after earthquake disaster / March 12, 2012 /
	March 11, 2011 in Japan, there was a seismic disaster.

On Earthquakes in Japan / November 25, 2011 /
	A series of strong earthquakes took place in Japan.

Geophysical situation in Japan / November 18, 2011 /
	Analysis of geophysical situation (seismo-tectonic) in Japan still causes concern.

Earthquake in Okinawa: First Alarm Signal / November 9, 2011 /
	Powerful earthquake occurred in coastal zone in Okinawa (Japan) on 8 November..

Geophysical Environment in Japan / November 7, 2011 /
	The NTS OMZ experts in concert with the colleagues from the Center „Prognoz“ of the Tula State University, and from the «Kosmometeotektonika» School (Petropavlovsk-Kamchatsky) carry out the daily monitoring and analysis of the geophysical environment in Japan.

On the Geophysical Environment in Japan / November 2, 2011 /
	The analysis of the geophysical conditions in Japan shows that it is bottoming out.

The threat of a catastrophic earthquake in Japan is preserved. / October 21, 2011 /
	Daily monitoring and analysis of predictors of earthquakes in seismic zones of Japan supports the conclusion about the possibility of earthquake.

On the geophysical environment in Japan / October 11, 2011 /
	Ground-space monitoring of the signs of preparing a massive earthquake in Japan and analysis of the data are alarming in NTS OMZ experts and colleagues from the Centre «Prognoz» Tula State University..

Again the threat of a catastrophic earthquake in Japan? / October 5, 2011 /
	In July 2011 Dr. sci.- math. Alexei Lyubushin registered in the Russian Expert Council forecast a catastrophic earthquake in the south of. Honshu.

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Actualización: 29/10/2012  -  19:16

Este vídeo recopila los terremotos ocurridos durante 2011, pudiendo observar fácilmente su ubicación y su potencia en la escala de Richter:

(Vía La ciencia es bella)

(NOTA: Petición a los lectores, ¿hay algún error, algo que creas que podría ser explicado de una forma mejor o que no hayas comprendido del todo? Gracias)