Manuel Fernández Ordóñez
En el primer post de esta entrega titulado
"¿Qué pasó en Chernobil? (Vol.1 - Cómo funciona un reactor nuclear)" tratamos de explicar de una forma sencilla cuál es el funcionamiento de un reactor nuclear y qué tipos de reactores son los más utilizados en la actualidad para la producción de energía. Describimos en aquel post los reactores LWR, PWR, HWR, Grafito-Gas y, por último, mencionamos los reactores soviéticos del tipo RBMK, al cual pertenecía el reactor número 4 de Chernobil. En este post trataremos de explicar cuáles son las diferencias fundamentales de este tipo de reactores con respecto a todos los demás.
El nombre de RBMK proviene del acrónimo de Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalniy, que traducido quiere decir algo así como Reactor de Alta Potencia del tipo Canal. En la siguiente figura podemos ver una representación esquemática de un reactor RBMK:
Esquema de un reactor RBMK: 1) Grúa de recarga de combustible, 2) Vasija de acero del reactor, 3) Paredes de hormigón, 4) Separador agua/vapor, 5) Tuberías de Vapor, 6) Canales de recarga de combustible, 7) Reactor, 8) Bombas de refrigeración principales, 9) Tuberías de agua de refrigeración. Fuente: www.ecology.at
A primera vista existe una diferencia fundamental entre los reactores RBMK y cualquier otro utilizado en las centrales occidentales: el edifico de contención. Los reactores nucleares occidentales se encuentran ubicados en el interior de un edificio de hormigón pretensado de unos 50 metros de altura y con unas paredes de 1 metro de espesor. Este edificio está diseñado a modo de barrera biológica, de tal modo que ante el peor accidente posible en operación de la central, no haya escape alguno de radiactividad al exterior. La eficacia del edificio de contención quedó claramente demostrada en el accidente de Three Mile Island en 1979, donde tuvo lugar una fusión de núcleo sin que hubiera efecto alguno en los alrededores de la central. Los reactores RBMK habían sido diseñados especialmente para poder hacer recargas de combustible sin tener que parar la central, lo cual era muy útil de cara a la obtención de plutonio para armamento. Este hecho hacía que se necesitaran unas grandes grúas sobre el reactor, lo cual se traducía en un edificio de contención de más de 70 metros de alto. Debido a los costes y la dificultad de construcción de dicho edificio, el gobierno soviético decidió no dotar a estos reactores de edificio de contención.
En la siguiente tabla podemos observar las características principales de los reactores RBMK:
Fuente: Universidad Politénica de Madrid.
Otra de las diferencias fundamentales entre estos reactores y los occidentales (de hecho una diferencia importantísima) en el coeficiente de huecos. Como explicamos en el post anterior, un reactor del tipo PWR se modera y se refrigera con agua, y además están diseñados para tener un coeficiente de huecos negativo. ¿Qué quiere esto decir? pues que si hay un pérdida del agua de refrigeración se pierde también la capacidad de "moderar" (frenar) los neutrones, y por tanto disminuye automáticamente la tasa de fisiones (reactividad) y el reactor de apaga sólo. Sin embargo un reactor RBMK tiene un coeficiente de huecos positivo, es decir, al moderarse con grafito, aunque perdamos el agua de refrigeración no perdemos la capacidad de moderar neutrones, sino que la reacción en cadena seguirá produciendo calor. Este calor no puede ser extraído porque no hay refrigerante y la reactividad seguirá aumentando. Además el coeficiente de temperatura del grafito también es positivo, por tanto a medida que aumente su temperatura aumentará la reactividad del reactor, la potencia seguirá creciendo y no habrá nada que extraiga todo el calor que se está produciendo, las bases para la tragedia están sentadas...Por supuesto todo esto puede controlarse perfectamente con sistemas de seguridad y operar un rector RBMK de un modo completamente seguro. Pero los sistemas de seguridad no pueden hacer nada si previamente alguien se ha encargado de desconectarlos.
Uno de los requisitos para el licenciamiento de un reactor nuclear es que tenga el coeficiente de huecos negativo, todos los reactores (PWR, BWR, HWR, etc) lo tienen. Sin embargo los reactores tipo RBMK tienen un coeficiente de huecos positivo, lo que constituye un error en base de diseño y además, carecen de edificio de contención, lo cual se traduce en una emisión de radiactividad al exterior en caso de accidente grave.
Ahora que hemos esbozado ligeramente las bases del funcionamiento de este tipo de reactores, en el próximo post trataremos de explicar la cadena de acontecimientos que dió lugar al peor accidente nuclear de la historia.