En el segundo episodio de "Chernobyl", la miniserie de HBO sobre el accidente de 1986 que se convirtió en el peor desastre de energía nuclear en la historia humana, la situación es bastante mala. Se produce un gran incendio en las ruinas del reactor número 4 de la central nuclear de Chernobyl. Un hospital en la ciudad cercana de Pripyat está invadido por víctimas de radiación. El polvo radiactivo mortal se ha desplazado desde la Unión Soviética hacia Suecia. El aire sobre el reactor literalmente brilla donde el núcleo de uranio ha quedado expuesto. Y las personas que lideran la respuesta al desastre deciden arrojar miles de toneladas de arena y boro en el núcleo.
Esto es más menos lo que sucedió durante el desastre real en abril de 1986. ¿Pero por qué los socorristas usaron arena y boro? Y si ocurriera un desastre nuclear similar en 2019, ¿es esto lo que los bomberos seguirían haciendo?
Realmente no quieres un incendio al aire libre en un núcleo nuclear expuesto
Exponer un núcleo nuclear en llamas al aire es un problema en al menos dos niveles, como dijo la ingeniera de reactores nucleares y profesora de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Kathryn Huff, a Live Science.
Su primer problema es que tiene una reacción de fisión nuclear en curso. El uranio dispara neutrones, que se estrellan contra otros átomos de uranio y los dividen. Esos átomos de uranio están liberando aún más energía y alimentando todo el desorden caliente. Esta reacción, que ya no está contenida, también arroja increíbles niveles de radiación directa, lo que representa un peligro mortal para cualquiera que intente acercarse.
Su segundo problema relacionado, y mucho más grave, es que el fuego libera mucho humo, polvo y escombros al aire. Toda esa suciedad está saliendo directamente de un reactor nuclear, y parte de ella es, de hecho, materia directamente del núcleo nuclear. Eso incluye una variedad de tipos (o isótopos) de elementos relativamente livianos que se forman cuando los átomos de uranio se dividen.
"Esta es la parte peligrosa de un accidente como este", dijo Huff. "Esos isótopos, algunos de ellos, son tóxicos para los humanos. Y algunos de ellos son más radiactivos de lo que uno encontraría en su vida diaria. Y algunos de ellos, además de ser bastante tóxicos y radiactivos, son muy móvil en el medio ambiente ".
Móvil, en este caso, significa que esos isótopos pueden entrar en los cuerpos de los seres vivos para causar problemas. Tomemos, por ejemplo, yodo-131, un isótopo radiactivo de yodo que las células vivas tratan como el yodo normal.
Una columna de humo como la de Chernobyl contiene mucho yodo-131, que puede desplazarse cientos de millas. Puede terminar en ríos y llegar a plantas, animales y humanos. Nuestras glándulas tiroides dependen del yodo y absorberán el yodo 131 al igual que el yodo ordinario, creando una fuente a largo plazo de radiación grave dentro de nuestros cuerpos.
(Esta es la razón por la cual, inmediatamente después de los desastres nucleares, se supone que las personas en el área afectada deben tomar píldoras de yodo, para llenar las reservas de su cuerpo y evitar que sus tiroides absorban cualquiera de los isótopos radiactivos).
Arena y boro
Tirar arena y boro (la mezcla real de Chernobyl también incluía arcilla y plomo) es un intento de resolver el primer y el segundo problema.
La arena sofoca el reactor expuesto, sofocando la columna de humo mortal. Y el boro, en teoría, podría aplastar la reacción nuclear.
"En un reactor nuclear, hay isótopos que hacen que la reacción se desarrolle e isótopos que hacen que la reacción sea lenta", dijo Huff.
Explicó que para que se produzca una reacción en cadena nuclear, es necesario obtener suficientes isótopos radiactivos tan cerca como para que sus neutrones, disparando salvajemente al espacio, tiendan a chocar contra otros núcleos atómicos, dividiéndolos.
"Cuando un neutrón interactúa con un isótopo, existe una cierta probabilidad, debido a la estructura de su núcleo, de que absorberá el neutrón", dijo. "El uranio, específicamente el uranio 235, tiende a absorber el neutrón y luego se separa inmediatamente. Pero el boro tiende a absorber el neutrón. Debido a su estructura nuclear, tiene sed de neutrones".
Por lo tanto, arrojar suficiente boro en el núcleo del reactor número 4 expuesto, según la teoría, absorbería tantos de esos neutrones que disparan salvajemente que la reacción se detendría.
Sin embargo, en el caso de Chernobyl, arrojar el boro y otros absorbedores de neutrones en el reactor no funcionó, en parte debido al enfoque ad hoc de descarga de helicópteros que requería el diseño de la planta.
"La radiación intensa mató a varios pilotos", informó la BBC en 1997, y agregó: "Ahora se sabe que, a pesar de esos sacrificios, casi ningún absorbente de neutrones llegó al núcleo".
Aún así, dijo Huff, el principio que los soviéticos usaron (absorbedores de neutrones para detener la reacción, junto con materiales para eliminar los isótopos radiactivos del aire) fue el sonido. Y en el caso de un desastre similar hoy, los equipos de respuesta adoptarían un enfoque basado en la misma teoría subyacente.
La gran diferencia, dijo, es que las centrales nucleares modernas (al menos en los Estados Unidos) están diseñadas para hacer mucho de ese trabajo por sí mismas.
Los reactores modernos son mucho más seguros y están mucho más preparados para los problemas, pero aún usan boro en sus manuales de emergencia.
Huff señaló largamente que los reactores nucleares de EE. UU. (Y otros adecuadamente avanzados) son mucho menos propensos que Chernobyl a encontrarse con cualquier tipo de desastre, nunca funcionando tan caliente y operando en buques más resistentes. Y los edificios en sí están diseñados para hacer gran parte del trabajo para sofocar el incendio de un reactor nuclear y una columna radiactiva, agregó.
Los reactores modernos están equipados con aerosoles químicos que pueden inundar el edificio de un reactor, eliminando los isótopos radiactivos del aire antes de que puedan escapar. Y a diferencia de Chernobyl, las instalaciones nucleares en los EE. UU. Están completamente contenidas en estructuras selladas de cemento y barras de refuerzo (una malla de barras de acero reforzado). Estas conchas selladas están sobredimensionadas hasta el punto de que, al menos en teoría, incluso una explosión significativa no las rompería. Podrías estrellar un pequeño chorro en el costado de uno de estos edificios, y no expondría el núcleo. De hecho, como parte de una prueba, el gobierno de EE. UU. Hizo exactamente eso a un recipiente de contención vacío en 1988. La NRC afirma que los estudios sobre grandes impactos de chorro aún están en curso.
Todo eso hace que un desastre a escala de Chernobyl sea poco probable, aunque la Unión de Científicos Preocupados escribe que las fugas de radiación más pequeñas (pero aún peligrosas) son una amenaza real para la cual Estados Unidos no está adecuadamente preparado.
Dicho esto, la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos (NRC) ha elaborado, para cada uno de los 98 reactores de energía nuclear que operan en el país, manuales de emergencia de cientos de páginas. Estas presentan instrucciones sobre lo que los respondedores deben hacer en caso de emergencias de todo tipo plausibles a altamente improbables).
Esos manuales están disponibles en inglés en el sitio web de la NRC. Aquí está la de Palo Verde, una planta grande en el oeste de Arizona. Puede encontrar instrucciones sobre cuándo introducir gran cantidad de boro en el núcleo (tan pronto como el reactor no se apague normalmente). Vio qué hacer si las fuerzas hostiles atacan la planta (entre otras cosas, comience a preparar una evacuación regional en el momento en que quede claro que las fuerzas podrían causar una fuga de radiación significativa). Y, en caso de que una cantidad significativa de material radiactivo se escape a la atmósfera, dice quién declara una evacuación (el gobernador de Arizona, según las recomendaciones de los supervisores del sitio).
Esos planes no entran en gran detalle sobre los eventos al estilo de Chernobyl, aunque desde el 11 de septiembre la NRC ha desarrollado pautas para desastres más extremos. Sin embargo, dijo Huff, combatir un incendio en un núcleo de uranio expuesto siempre se reducirá a versiones más o menos elegantes de arrojar boro y arena.
