¿Es seguro almacenar combustible con un elevado coeficiente de quemado?
Los repositorios geológicos profundos son actualmente la opción preferida para la gestión a largo plazo del combustible nuclear gastado. Cálculos de evaluación del funcionamiento demuestran cuantitativamente la seguridad de este tipo de instalaciones subterráneas que aíslan los residuos radiactivos mediante una combinación de geología natural y barreras artificiales. Un grupo de científicos financiado con fondos europeos puso en marcha el proyecto FIRST-NUCLIDES(se abrirá en una nueva ventana) (Fast / instant release of safety relevant radionuclides from spent nuclear fuel) para mejorar el conocimiento actual sobre el funcionamiento de este tipo de barreras. El equipo científico se centró en el combustible gastado de óxido de uranio con un alto grado de quemado procedente de reactores de agua a presión y ebullición. El coeficiente de quemado ha aumentado en los últimos años, lo que ha permitido a las centrales nucleares generar más electricidad con los elementos combustibles antes de su sustitución. Sin embargo, un alto coeficiente de quemado provoca un aumento de temperatura del combustible gastado y un mayor grado de radiactividad, dos aspectos importantes que deben tenerse en cuenta al diseñar las instalaciones de almacenamiento. Este tipo de residuos es una fuente de liberación significativa de radionucleidos en caso de fallo de las cápsulas de almacenamiento. Algunos de los radionucleidos liberados muestran una alta solubilidad en aguas subterráneas, mientras que otros experimentan únicamente una retención marginal durante su integración en la biosfera. A efectos del análisis de seguridad, el equipo investigador necesita cuantificar la liberación de estos radionucleidos. Durante el proyecto FIRST-NUCLIDES, el equipo científico recabó importantes datos de entrada mediante actividades de modelado e investigaciones experimentales, lo que proporcionó resultados que incluyen la distribución de productos de fisión en las pastillas de combustible, la liberación de gases de fisión tras la perforación de las barras de combustible gastado y la liberación de productos no gaseosos y gases de fisión procedentes del combustible gastado en caso de contacto con el agua. La base de datos creada incluye los valores casi desconocidos de la «fracción de liberación instantánea» para yodo, cloro, carbono y selenio, todos ellos elementos que tienden a formar especies aniónicas que raramente pueden retenerse por medios químicos en los sistemas de las barreras de los repositorios. Los datos y el conocimiento obtenidos deberían incrementar la confianza en las predicciones de la liberación instantánea de los productos de fisión y activación procedentes del combustible gastado de óxido de uranio. Más concretamente, el proyecto FIRST-NUCLIDES ha mejorado nuestro conocimiento del comportamiento del proceso de disolución antes de que se licencien los repositorios que entrarán en funcionamiento en 2025.
