Un proyecto estudia el grado de seguridad que puede granjear la eliminación geológica
Se ha realizado una labor investigadora ingente que ha cosechado importantes conocimientos acerca de la compleja interacción sólido-líquido que tiene lugar entre el material radiactivo y el agua subterránea natural que penetra en los bidones de combustible gastado. Aun así, quedan interrogantes por resolver. Entre ellos, queda por desentrañar cómo se traducen en el entorno real del depósito los resultados obtenidos por los proyectos en el laboratorio. Un equipo de científicos inició el proyecto «Reducing uncertainty in performance prediction» (REDUPP) para responder dos dimensiones distintas que suscita esta cuestión. Dicho equipo investigó cómo se pueden extrapolar los resultados de experimentos de disolución de horizonte temporal relativamente corto a los tiempos tan dilatados de proceso que tienen lugar en el depósito. Asimismo, exploró el efecto de los elementos traza presentes en el agua subterránea natural. El combustible nuclear gastado se compone principalmente de óxido de uranio (UO2), que tiene una estructura de fluorita. La investigación de REDUPP se centró en ciertos materiales de estructura de fluorita similar, tales como el óxido de cerio y el fluoruro de calcio. Se realizaron múltiples experimentos de disolución en el laboratorio empleando muestras fragmentadas o pulverulentas con bordes afilados y otros defectos. Se constató que, durante la disolución, dichos fragmentos se iban achatando. Uno de los objetivos del proyecto consistía en determinar el efecto que genera en la velocidad de disolución este cambio radical que registra la superficie de la muestra. Gracias a la integración de los resultados experimentales con el modelaje computerizado, los científicos de REDUPP pudieron desarrollar un modelo teórico acerca de cómo interactúa la estructura superficial del sólido con el agua durante el proceso de disolución del combustible nuclear gastado en el agua subterránea. Se estudió el efecto que ejercen los elementos traza empleando agua subterránea real en experimentos de disolución con UO2. Los experimentos anteriores se valieron de agua subterránea sintética, cuya composición química difiere de la del agua subterránea natural. El hecho de no disponer de todos los elementos químicos que se encuentran presentes en las aguas naturales hizo que los esfuerzos pasados de modelaje estuvieran tintados con un factor de incertidumbre nada desdeñable que era necesario reducir. Fue necesario realizar un análisis cuidadoso y preciso de las soluciones debido a la solubilidad extremadamente baja que registraban algunos de los materiales empleados. Se obtuvieron datos analíticos altamente específicos gracias a la espectroscopia de masa con plasma de acoplamiento inductivo de alta resolución. Precisamente, otro gran logro cosechado por el proyecto REDUPP consistió en la mejora de las bases de datos de disolución de combustible gastado. Los resultados arrojados por la investigación del proyecto REDUPP resultan de interés tanto para los departamentos de investigación de todo el mundo como para entidades interesadas pertenecientes al sector de la gestión de residuos nucleares. Cabe esperar que este tipo de colaboraciones suponga una gran contribución, no solamente para desentrañar cuestiones fundamentales acerca del efecto que genera la disolución en la estructura de la superficie de un sólido, sino también para reducir el grado de incertidumbre presente en las evaluaciones de seguridad de eliminación geológica.
Palabras clave
Eliminación geológica, combustible nuclear gastado, procesos de disolución, depósitos subterráneos, agua subterránea
