Los residuos nucleares son el material en el que se convierte el combustible nuclear después de que se utiliza en un reactor.
Desde el exterior, se ve exactamente como el combustible que se cargó en el reactor: conjuntos de barras metálicas que contienen pellets de combustible. Pero como se han producido reacciones nucleares, el
contenido no es exactamente el mismo.
La energía nuclear se libera cuando un átomo de combustible nuclear se divide en dos. El componente clave de los desechos nucleares es el resto de los átomos más pequeños, conocidos como productos de fisión.
Características de los residuos nucleares
La composición del combustible nuclear gastado varía en función de lo que se colocó en el reactor, la duración del funcionamiento del reactor y el tiempo que los residuos han estado fuera del reactor.
Por ejemplo, un reactor típico, la mayor parte del uranio aún se encuentra en el combustible cuando sale del reactor, a pesar de que su enriquecimiento ha disminuido significativamente. Este uranio se puede usar en reactores rápidos avanzados como combustible y es una fuente de energía valiosa.
Los actínidos menores, que incluyen Neptunium, Americium y Curium, son nucleidos de larga vida que causan gran preocupación cuando se trata de almacenarlos durante más de 100,000 años. Afortunadamente, estos son fisionables en reactores rápidos y, por lo tanto, pueden usarse como combustible. Esto aún nos dejaría con los productos de fisión.
Reciclaje de residuos nucleares
Los residuos nucleares son más del 90% de uranio. Por lo tanto, el combustible gastado (residuos) todavía contiene un 90% de combustible utilizable. Puede ser procesado químicamente y colocado en reactores rápidos avanzados (que aún no se han implementado en una escala importante) para cerrar el ciclo del combustible.
Un ciclo de combustible cerrado significa mucho menos desechos nucleares y mucha más energía extraída del mineral crudo.
Los núclidos vivos más largos en los residuos nucleares son los que pueden usarse como combustible: el plutonio y los actínidos menores. Si estos materiales se queman en combustible a través del reciclaje, los residuos nucleares solo permanecerán radiactivos durante unos pocos cientos de años, en lugar de unos pocos cientos de miles.
Esto reduce significativamente las preocupaciones con el almacenamiento a largo plazo.
¿Cuántos residuos nucleares crea la energía nuclear?
Si todo el uso de electricidad de los Estados Unidos se distribuyera de manera equitativa entre su población y todo proviniera de la energía nuclear, entonces la cantidad de desechos nucleares que generaría cada persona por año sería de 39.5 gramos.
Una descripción detallada de este resultado se puede encontrar aquí. Si obtenemos toda nuestra electricidad de carbón y gas natural, esperamos tener más de 10,000 kilogramos de CO2 / año atribuidos a cada
persona, por no mencionar otras emisiones venenosas directamente a la biosfera (según los datos de emisiones de EIA).
Tan solo en 2002, había 47,023.40 toneladas métricas de desechos de alto nivel en los Estados Unidos. A lo largo de los años, las centrales nucleares han producido 105.793 días GW de energía térmica para generar esos residuos.
También en 2002, los reactores en funcionamiento agregaron 2,407,20 toneladas métricas (1 tonelada métrica = 1000 kg).
¿Dónde se almacena la basura nuclear?
La gestión de residuos nucleares presenta muchos retos. El método más utilizado cuando se trata de la eliminación de desechos nucleares es simplemente enterrarlo a gran profundidad. En realidad esto no es tan simple como parece.
La eliminación de desechos radiactivos de alto nivel requiere profundidades más profundas, ya que estos desechos pueden ser increíblemente peligrosos.
Hay varios sitios de eliminación de desechos radiactivos conocidos en todo el mundo. Los suecos tienen una instalación en Oskarshamn, que almacena desechos nucleares de larga duración durante 100 000 años.
Estados Unidos tuvo un proyecto en curso durante varios años llamado depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain, en Nevada, pero la administración de Obama finalmente lo puso fin en 2011.
Reprocesamiento de Residuos Nucleares
¿Sería posible reciclar los residuos nucleares que ya tenemos? Hay más de 50,000 toneladas métricas de combustible nuclear gastado solo en los Estados Unidos, y se está acumulando.
La gente comienza a ver las diferentes opciones para lidiar con este desperdicio. Disparándolo al espacio, al entierro de aguas profundas, al entierro en glaciares y todo tipo de entornos geológicos.
Los mejores científicos del mundo están trabajando para resolver este problema de desechos mediante el reciclaje / reprocesamiento de desechos nucleares. Si tiene éxito, podría reducir los desechos radiactivos generados por las centrales nucleares en un 90%.
Cuando el 5% del uranio en las barras nucleares ha reaccionado, toda la barra de combustible ha sido contaminada con plutonio y otros productos de fisión. Las barras de combustible nuclear “gastadas” ya no son eficientes para generar electricidad, por lo que se tratan como desechos.
El reciclaje de residuos nucleares consiste básicamente en extraer los elementos utilizables para la producción de energía. El objetivo de estas tecnologías es cerrar de manera eficiente el ciclo del combustible nuclear.
Hay varios problemas que vienen con el reprocesamiento / reciclaje de desechos nucleares, lo más importante es el coste y el debate si estos métodos son beneficiosos para el medio ambiente o no.
Por esto, en Estados Unidos actualmente no se permite el reprocesamiento de residuos nucleares.
La energía nuclear puede no producir gases de efecto invernadero, pero los residuos nucleares que deja, que permanecen radiactivos durante 100.000 años, sí representan un problema terrible tanto para las personas como para el medio ambiente.
