Unas cuantas cosas que deberías saber sobre Fukushima

En las últimas horas se ha escrito mucho (y mal) sobre el terrible incidente que se está desarrollando en la central de Fukushima I, situada en la prefectura japonesa del mismo nombre. Y la mayoría de que he leído, ya sea por falta de información o por la consciente intención de confundir (mucho de esto hay), es erróneo, confuso o directamente falso. Es por ello que, desde la más absoluta modestia  -el que suscribe tiene una cierta formación, mínima, en cuestiones de Física Nuclear (quién lo diría, ¿verdad?)-,  he decidido dedicarle un post a la cuestión, tratando solventar algunas de las dudas más comunes que está monumental catástrofe está plateando.

¿Es tan grave el incidente como lo describen los medios?

Sin duda. En realidad, determinados medios (con intereses claros y, si me apuras, hasta comprensibles) están subestimando sistemáticamente la cuestión, tratando de minimizar el alcance y consecuencias potenciales de lo que está sucediendo.  Me refiero, principalmente, al propio gobierno japonés y a la OIEA (Organización Internacional de la Energía Atómica), cuyo presidente es, casualmente, el  japonés Yukiya Amano, que tiene fuertes lazos con la industria nuclear. Los dirigentes nipones catalogaron hace tres días el incidente en la central como  ‘nivel 4’ en la escala INES (Escala Internacional de Eventos Atómicos) .  Sin embargo, todo lo que hemos conocido hasta ahora a través de los medios (no demasiado, dada la opacidad informativa casi soviética impuesta) hacen pensar que este nivel se ha superado claramente y que nos encontramos actualmente en un nivel 6, sin descartar que se alcance el 7 en las próximas horas de degenerar aún más la situación (algo, sea dicho, poco probable). 

 A esta hora, y me remito únicamente a las fuentes oficiales, el parte de guerra es el siguiente:  los núcleos de tres de los 6 reactores de Fukushima I están gravemente dañados, y dos de ellos, el 2 y 3, presentas grietas en sus vasijas de contención, lo que está permitiendo el escape de grandes cantidades de radiación al ambiente. Por otra parte, en el reactor 4, que estaba fuera de servicio en el momento del terremoto y que ha sido gravísimamente dañado por una explosión de hidrogeno, el agua de la “piscina” –lugar dónde se almacenan los residuos y, en ocasiones, el combustible nuclear cuando un reactor esta temporalmente apagado- se ha evaporado completamente, lo que está propiciando la emisión de una enorme cantidad de radiación a la atmosfera. Por si fuera poco, y aunque la información es contradictoria, existen abrumadores indicios –me extenderé más tarde en ello- que indican que  los núcleos de los reactores 1,2 y 3 ya se han fundido parcialmente.

Pues bien: si fuera cierta una sola cosa de entre toda esta galería de horrores (y, por desgracia, todas ellas lo son, al parecer), ya bastaría para situar el incidente muy por encima del declarado nivel 4.  Y, por supuesto, esto no es únicamente la opinión de este humilde don nadie: en realidad, el propio gobierno japonés ha  reconocido tácitamente esto, omitiendo cualquier valoración sobre la gravedad del accidente en las declaraciones públicas de los últimos tres días a pesar del evidente agravamiento de la situación. Con esto, se rinde a la evidencia y reconoce lo que se ya se atrevió afirmar el máximo responsable francés en seguridad nuclear, Claude Lacoste, hace dos días: “Es evidente que esto es un incidente de nivel 6; algo intermedio entre Three Mile Island y Chernóbil…. “Nos enfrentamos a una catástrofe”.




Una de las imagenes de esta crisis: un niño japones dejándose medir pacientemente la  radiación en una inspección rutinaria. 



¿Qué es la escala INES?

Como su nombre indica (Escala Internacional de Eventos Atómicos), es un baremo que cataloga los incidentes y anomalías en el funcionamiento de las plantas nucleares según su gravedad.  La escala se divide en ocho niveles, del 0 al 7, siendo 0 el mínimo (suceso irrelevante desde el punto de vista de la seguridad) y el 7 (“suceso de mayor alcance” –que ninguno de los anteriores niveles-) el máximo. A partir de nivel 3, podemos hablar de un incidente serio, y los niveles superiores al 5 son potencialmente catastróficos. Concretamente, un nivel 4 se define como “accidente con consecuencias locales” –es decir limitado UNÍCAMENTE  a las cercanías de la central-, un nivel 5 como “de más amplias consecuencias” y un seis como “accidente serio”.



Escala INES

 La letra pequeña aclara un poco más las definiciones:

 Para que un incidente pueda ser catalogado ‘nivel 4’ es necesario que concurra una de estas cuatro condiciones (o, por supuesto, varias de ellas simultáneamente):

-Al menos una víctima por radiación.

-Una liberación menor, pero “significativa”, de radiación al exterior de la planta con riesgo potencial de afectar a la población.

-Que haya resultado dañado o fundido al menos un 0.1% del nucleo del reactor.

En el caso de un incidente de nivel 5, los requisitos serían los siguientes (atentos a los cambios):

-Varias víctimas por radiación.

-Una liberación limitada, pero considerable, de radiación al exterior de la planta con riesgo potencial de afectar a la población.

-Daños severos en el  núcleo del reactor.

Por último, un nivel 6 se concreta, mucho más lacónicamente, en lo siguiente:

-Liberación significativa de material radiactivo al punto de hacer imprescindible la  toma de medidas a fin de preservar la seguridad de la población.

Aunque la clasificación de un incidente según estos criterios es algo caprichosa, y un único nivel permite albergar incidentes de gravedad bastante diferente, hasta el presente sólo se habían catalogado media docena de incidentes con gravedad superior a 4.  Por supuesto, el  más grave ocurrido hasta el momento (que así quede) fue el ocurrido en la central ucraniana de Chernóbil el 26 de Abril del 1986, el único de nivel 7. A este le seguiría el ocurrido en la central  Three Mile Island, en Harrisburg, Pensilvania el 28 de marzo de 1978, durante el cual se fundió parcialmente el núcleo del segundo reactor de esta central, y que fue catalogado, a pesar de su peligrosidad potencial, como ‘nivel 5’ – debido a que las fugas de radiación al exterior fueron relativamente escasas-. Además de estos dos incidentes, se suele mencionar  otro ocurrido en Mayak, en la antigua unión soviética, en septiembre de 1957, que algunos clasifican como nivel 6. Sin embargo, hay muy pocos datos de este incidente, y estas conclusiones tienen mucho de especulativo.

En todo caso, una simple lectura de los requisitos de cada nivel deja bien claro que ya se han superado sobradamente los requisitos de los niveles 4 y 5  y que, incluso el 6, empieza a ser insuficiente para describir la situación.

¿Qué demonios es la dichosa fusión del núcleo?

Primera aclaración: la fusión del núcleo no tiene absolutamente nada que ver con la fusión nuclear. (A ver si se van enterando nuestros amigos los periodistas, que, haciendo gala de su ignorancia acostumbrada, llevan cinco días confundiendo ambos conceptos).
La fusión del núcleo es exactamente lo que su nombre indica: a causa de un calor excesivo, el núcleo (o sea, el corazón del reactor; las barras de combustible –uranio enriquecido o MOX-) se funden como lo haría un pedazo de plomo en un crisol o cera en un microondas. El resultado final es que  todo este metal, cientos de kilos (los reactores de Fukushima acumulan unas 80 toneladas), termina acumulándose en el fondo del reactor.

¿De dónde sale el calor que hace que el núcleo se funda? ¿No se supone que los reactores están apagados?

De las propias barras de combustible. Los materiales nucleares –uranio, plutonio…- , incluso en su estado natural, emiten gran cantidad de energía en forma de radiación. Si tocásemos  un pedazo relativamente grande de uranio natural  (cosa que se puede hace sin demasiado riesgo, puesto que es poco radiactivo), notaríamos que está tibio. De hecho, cuanto más grande sea el bloque, más caliente: un gran bloque de uranio (jamás se almacena de esta forma, precisamente por esto), literalmente, quemaría. La razón es simple: cuanto más grande es un pedazo de cualquier material, menos superficie tiene en relación a su volumen, y por tanto, de menos calor puede "librarse", ya sea por radiación convección o conduccíon a través de sus paredes: todos sabemos que se enfría antes un taza de café que un gran tazón.

Por si esto fuera poco, una barra de uranio en un reactor está en cualquier cosa menos en “estado natural”.  En primer lugar, porque se ha “enriquecido” con otros isótopos o elementos que aumentan considerablemente su grado de radiactividad. Pero, sobre todo, por el propio proceso de fisión nuclear que, además de producir enormes cantidades de energía mientras está en curso, “desestabiliza” los núcleos de millones de átomos, aumentado enormemente el grado de radiactividad de las barras de combustible: una barra de uranio recién usada es miles de veces más radiactiva que una “virgen”, y, por tanto, produce enormes cantidades de calor (decir  que se encuentra “al rojo vivo” no es exagerar). Es por eso que las barras de combustible nuclear permanecen siempre sumergidas en agua: se trata, entre otras cosas, de impedir que se fundan de puro calor y que se produzca la dichosa “fusión del núcleo”.

Es exactamente lo que parece haber sucedido en varios reactores de Fukushima:

 El seísmo y posterior Tsunami han destrozado las bombas que renuevan el agua que había dentro de los reactores y el resultado es que ésta, casi inmediatamente, ha comenzado a hervir, convirtiéndose en vapor. Ya sin agua, las barras han comenzado a derretirse. Y es que, a pesar de que los reactores se apagaron automáticamente al detectarse el terremoto, la radiactividad residual –fisiones retardadas, principalmente-  aún era altísima en aquel momento, lo que hizo que se produjesen enormes cantidades de calor.

A la derecha, los cuatro primeros  reactores de Fukushima antes de la crisis; a la derecha, los reactores 3 y 4 tras las explosiones del 15/03/2011.  Observese el estado calamitoso del reactor 3, que, para colmo de desgracias, fucniona con MOX (uranio enriquecido con plutonio), muchommás peligroso que el  uranio enriquecido corriente.

¿Y todavía no se ha enfriado el combustible, tras cinco días?

Pues no. Y eso explica por qué los japoneses están tratando de introducir agua de mar, incluso con helicópteros, a toda coste (incluido las vidas de los trabajadores de la planta): se trata de impedir que la fusión del núcleo, que, probablemente, ya ha sucedido en parte, continúe.  ¿Que cómo es eso posible? Muy simple. Como ya he explicado, la temperatura de un bloque de combustible depende de su nivel de radioactividad, y, aunque esta desciende exponencialmente con el tiempo, todavía, en estos momentos, es muy elevada, lo que hace que, en ausencia de refrigeración, las barras empiecen a  calentarse inmediatamente. Si te preguntas cuando puede dejar de inyectar agua a este ritmo “histérico” que estamos viendo, la respuesta es “sólo Dios lo sabe”. En circunstancias normales, los reactores ya deberían estar relativamente fríos, con lo que bastaría con renovar el agua periódicamente, pero, dado que las barras están deformas y parcialmente fundidas, podrían haberse formado en el núcleo  grandes concentraciones de combustible casi imposibles de enfriar. De hecho, en teoría, si se ha fundido la cantidad suficiente de combustible podría ser necesario refrigerarlo como hasta ahora por meses… O años.  

Pero… ¿Por qué se supone que es tan peligrosa una fusión del núcleo?

Creo que, si has leído lo anterior, empezarás a entenderlo. En efecto: si se funde la suficiente cantidad de combustible, éste se puede acumular formando un gran “charco” en el fondo del reactor. Este “pegote” alcanzaría con el tiempo una temperatura elevadísima, al punto en el que, literalmente, parte se evaporizaría. Llegado este punto, y como todo gas, TODO EL MATERIAL NUCLEAR podría escapar en pocos segundos del reactor por cualquier posible grieta que tuviese su vasija, por pequeña que fuese, convirtiéndose en una inmensa nube altísimamente radioactiva –potencialmente letal- que se extendería a cientos o miles de kilómetros de distancia.  Un solo dato: en Chernóbil “sólo” se vaporizó el 30% del núcleo del reactor. E incluso aunque no hubiese tal grieta (en este caso ya la hay) la presión el interior del reactor se haría tan enorme que podría hacerlo reventar (en teoría, en un reactor como los de Fukushima era “imposible” porque estaban “debidamente preparados”, pero… ¿Qué os voy a contar?). Para más inri, este tipo de procesos, aún en su primera fase, producen enormes cantidades de hidrogeno, que es altamente explosivo. (Es lo que ha hecho reventar los reactores).

¿Qué es la radioactividad?

Dicho de forma muy macarrónica, es energía liberada por el núcleo de determinados tipos de átomos, llamados radiactivos. Se puede decir que algunos átomos, o bien por su propia naturaleza o bien porque algo les ha perturbado (como en nuestro caso), se ven obligados a “deshacerse” parte de su estructura interna: como un capitán que, en medio de una galerna, decide tirar por la borda la parte de la carga para impedir que se hunda el barco. De mismo modo, un átomo de uranio, cesio o quizás carbono puede “decidir” “tirar” un “trozo” de su estructura para conseguir mantenerse estable. El problema es que estos “trozos”  son emitidos con una enorme energía, de modo que actúan como microscópicos proyectiles que, potencialmente, pueden hacer las células “migas” y causar graves daños en el material genético. Estar en una zona altamente radiactiva es como ser fusilado por un pelotón de millones de minúsculos liliputienses.

En concreto, existen tres tipos de emisiones radiactivas, que dependen de la clase de “proyectil” que el átomo emita (cada isótopo tiende a desintegrarse de una meneda determinada, emitiendo uno de estos tipos): la alfa, la beta y la gamma. La primera, formada por nucleos de helio, es  potencialemnte muy dañina, pero puede ser fácilmente detenida con una simple hoja de papel.Eso hace que los materiales emisores de radiacción alfa sólo resulten especialente dañinos si son absorbidos por el organismo. La segunda, constituida por electrones, es la menos destructiva a corto plazo (lo que no significa que sea precisamente buena) y puede ser detenida por una fina capa de plomo o una pared delgada. La última, formada por fotones de altísima energía, es, con diferencia, la más peligrosa. Y es que ningún traje hecho ponible (que no pese cientos de kilos) puede detenerla ni prestar una protección fiable ante ella: atraviesa con relativa  facilidad varios centímetros de plomo. En un incidente nuclear como el presente, se generan de los tres tipos de radiaciones en grandes dosis.



Excelente infografía que me he "apropiado " y que muestra, esquematicamente, la capacidad de penetración en los materiales de las radiaciones alfa, beta y gamma.



A la hora de medir hasta qué punto es peligrosa la dosis de radiación, se utilizan dos unidades: el siervent (Sv) y el gray (Gy), que miden la cantidad de energía absorbida por un cuerpo (vivo o no) por kilo de peso y cómo de dañina es esta energía (dependiendo del tipo de radiación) para el organismo.

¿Son peligrosos los niveles de radiación emitidos por los reactores de Fukushima?

Sí, enormemente. Al menos, en la cercanía de los reactores. Para que te hagas una idea, la dosis total que recibe un  individuo medio en todo un año es de entre 2 y 3 mSv (milésimas de siervent). Pues bien: se han registrado en el reactor número 3 picos de 400 mSv/h. Es decir, en una sola hora, alguien tan inconsciente  como para permanecer allí recibiría 150 veces la radiación de todo un año. Dicho de otro modo,  estamos hablando de un nivel DOS MILLONES de veces mayor que el normal. Este nivel, condenaría a una muerte casi segura a cualquiera que permaneciese en la zona una mañana completa por intoxicación aguda por radiación. Eso por no hablar del incremento en la posibilidad de sufrir leucemia o cáncer de tiroides. Por desgracia, los 180 “liquidadores”, los heroicos trabajadores que tratan de evitar la catástrofe, trabajan ahora mismo en estas condiciones de pesadilla.

Afortunadamente, la radiación se disipa en el aire, haciendo que los niveles desciendan rápidamente con la distancia, pero, aun y todo, han llegado a registrarse niveles de radioactividad nueve veces mayor de lo normal en Kamazura, a 250 kilómetros de central: no peligrosos pero sí preocupantes. Y eso a pesar de que los vientos (afortunadamente) están arrastrando las partículas hacia el Pacífico. De no ser por estos vientos, Tokio, casi con seguridad, habría tenido que ser ya evacuado.

¿Son "atomicas" las explosiones que hemos visto en los reactores por TV?

No, son explosiones químicas, debidas a la rapida combustión de grandes bolsas de hidrogeno. Sin embargo, esto no tiene nada de tranquilizador: todo lo contrario. Y es que en un reactor nuclear que funcione correctamente no hay hidrogeno (como se entenderá, teniendo en cuenta que es explosivo). El hidrogeno se  puede producir a partir del agua del reactor por uno de estos dos procesos químicos:

Es decir, directamente, por la descomposión del agua en oxígeno e hidrógeno, o a través de la oxidación rápida del circonio con el que se recubren las barras. El problema es que ambos procesos requieren de altísimas temperaturas, de entre 1000 y 1500 ºC. Asi que la produccion de hidrogeno es un indicio claro de que los nucleos pueden haberse fundido en parte. 

¿Qué es lo peor que podría pasar?

Por supuesto, que se fundiera totalmente alguno de los núcleos. Sería algo claramente peor que Chernóbil. En ese caso, centenares de miles de personas podrían morir de cáncer en los próximos cinco o diez años y un radio de 30 a 50 Km (como mínimo) alrededor de la central quedaría inhabitable por siglos. Todo esto provocaría un completo colapso social y económico de Japón, que arrastraría a la economía mundial a una descomunal recesión de consecuencias imprevisibles.

¿Está actuando el gobierno japonés de forma correcta?

Hay que distinguir las actuaciones sobre el terreno de la política informativa. Las políticas sobre el terreno, por lo que sabemos, son las correctas; están haciendo lo único que pueden: intentar enfriar los reactores y las piscinas por todos los medios. Es difícil imaginar otros modos de actuación alternativa.

Bien distinta es la política informativa. Y es que el gobierno japonés está mintiendo a su población, minimizando descaradamente la situación. Un dato: sospechosamente, desde hace 24 horas no se han facilitado nuevos datos sobre los niveles de radiación en la central (y eso a pesar que sabemos que son tan altos que impiden a los operarios trabajar sobre el terreno). Por desgracia, los dirigentes nipones están repitiendo los mismos criminales errores que cometieron los soviéticos en Chernóbil, poniendo en riesgo potencial la vida de cientos de personas.

¿Hay que ser pesimista?¿Es esto un "apocalipsis"?

Gracias a Dios, ahora ya no. Aunque la situación ha llegado a ser potencialmente catastrófica, y estamos, sin duda, ante el segundo peor incidente nuclear de la historia, el tiempo parece jugar  a nuestro favor. Parece que los niveles de radioactividad están descendiendo (¡por fin!) y que la temperatura de los reactores se ha estabilizado. Lo peor (cruzo los dedos) ha pasado.

En cualquier caso, jamás, desde la Segunda Guerra Mundial, ha estado occidente tan cerca del desastre total. Aquellos que defienden la energía nuclear (normalmente, desde la ignorancia) deberían reflexionar sobre lo sucedido y no olvidar demasiado rápido la advertencia.

Actualización (20/03/11):

Finalmente, y como pronosticaba, los japoneses han reconocido (en parte) la gravedad real, elevando el incidente a nivel 5. No obstante, y como ya he expuesto, siguen infravalorando lo sucedido.