efluentes radiactivos en las centrales nucleares españolas

efluentes radiactivos en las centrales nucleares españolas

EFLUENTES RADIACTIVOS EN LAS CENTRALES NUCLEARES
ESPAÑOLAS
AUTORES: M.J.BARAHONA - E.LOPEZ - L.M.RAMOS - J.I.SERRANO - S.SOLIS
CONSEJO DE SEGURIDAD NUCLEAR - ESPAÑA
INTRODUCCIÓN
La producción de energía eléctrica en un reactor
nuclear lleva consigo la formación de residuos
radiactivos sólidos, líquidos y gaseosos. Los residuos
sólidos se procesan para su posterior almacenamiento
mientras que los líquidos y gaseosos son vertidos al
medio ambiente. Por este motivo todos los reactores
están provistos de sistemas de tratamiento de
desechos radiactivos que permiten reducir la
radiactividad contenida en los mismos a niveles tales
que se pueda realizar su vertido. Los requisitos de
operación exigibles a los sistemas de tratamiento de
residuos y la vigilancia y control de los efluentes,
necesarios para garantizar el cumplimiento de los
límites de vertido, se establecen en las
Especificaciones Técnicas de Funcionamiento y en el
Manual de Cálculo de Dosis al Exterior.
El Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) controla el
cumplimiento de estos requisitos mediante la
realización de inspecciones y la evaluación de los
datos que, sobre los vertidos, incluyen las centrales
nucleares (CCNN) en los Informes Mensuales de
Explotación. Como parte de la evaluación de los
datos de vertidos se realiza un análisis de los mismos
en una doble vertiente, considerando los valores
absolutos para verificar el cumplimiento de la
limitación de vertidos, y analizando su evolución
temporal a fin de identificar tendencias y realizar un
seguimiento del funcionamiento de la instalación.
En este marco del análisis de la evolución temporal
de los efluentes se realizan estudios sobre la situación
de las CCNN españolas en el ámbito internacional,
para lo cual se comparan sus efluentes radiactivos
con los de las centrales de otros países (1). Al ser
España un país miembro de la Unión Europea (UE),
se han considerado los datos que publica la Comisión
Europea sobre este tipo de instalaciones. Además, al
ser la mayoría de las CCNN españolas de tecnología
estadounidense, se realiza también una comparación
con los datos de las CCNN de EEUU.
Dado que, actualmente, las centrales nucleares que
están en operación en España son del tipo de agua
ligera (LWR), los estudios comparativos se han
efectuado considerando solo aquellas centrales de la
UE y de EEUU que poseen una tecnología similar.
ORIGEN DE LOS EFLUENTES RADIACTIVOS
La reacción de fisión del combustible junto con la
activación por neutrones del propio refrigerante, de
las sustancias que puede llevar disueltas o en
suspensión, de las estructuras internas e incluso del
aire de la cavidad del reactor, da lugar a la aparición
de elementos radiactivos.
En las centrales nucleares de agua ligera, la
radiactividad contenida en el refrigerante del reactor
constituye la principal fuente de residuos radiactivos
líquidos y gaseosos, ya que una fracción de este
refrigerante es purificada de modo continuo para
eliminar parte de dicha radiactividad, generándose en
este proceso distintos tipos de residuos que pasan a
constituir uno de los aportes a los sistemas de
tratamiento de desechos radiactivos. Por otro lado, a
causa de las fugas a través de las válvulas y de los
sellos de las bombas, una parte del refrigerante
escapa al interior de la contención y del edificio
auxiliar. Una fracción de ese líquido se evapora y
llega a formar parte de los efluentes gaseosos,
mientras que otra permanece como líquido y
constituye un aporte a los efluentes líquidos. La
proporción relativa entre la fase líquida y gaseosa
depende de la temperatura y presión existentes en el
punto donde tenga lugar la fuga. Mientras que la
mayoría de los gases nobles pasa a la fase gaseosa,
los radioyodos y las partículas se incorporan a las dos
fases.
DATOS DE PARTIDA
Como datos de partida se han considerado en todos
los casos parámetros anuales de cada una de las
centrales que están o han estado en operación en el
período de tiempo que abarca el presente estudio:
1980 - 2000. El parámetro comparativo considerado
en la realización de este estudio ha sido la actividad
anual normalizada, entendiendo como tal el valor
obtenido al dividir la actividad anual vertida por la
energía eléctrica neta producida, habiéndose
analizado la evolución de la actividad total sin tritio
de los efluentes líquidos y de la actividad de I-131 y
de los gases nobles presentes en los gaseosos.
Para realizar comparaciones globales de los efluentes
radiactivos por tipos de centrales (PWR, BWR) y por
países (España, UE, EEUU), se han procesado los
datos de modo que todas las centrales pertenecientes
a cada uno de los dos tipos y a cada país se han
tratado como una única instalación. Es decir, se ha
calculado la actividad normalizada dividiendo en
cada caso la actividad anual, suma de las actividades
vertidas por todas las centrales implicadas, por la
energía eléctrica neta producida por el conjunto de
ellas.
CCNN instaladas en Estados Unidos y otro por las de
la UE.
La actividad total salvo tritio en los efluentes líquidos
de las centrales españolas de tipo PWR presenta una
evolución bastante uniforme con una tendencia global
decreciente a lo largo del período considerado
(Figura 1).
Figura 1. Efluentes Liquidos de Centrales PWR. Actividad Total Salvo Tritio (GBq/GWh)
1 ,0 E+ 0 1
1 ,0 E+ 0 0
1 ,0 E-0 1
EEUU
1 ,0 E-0 2
Los datos españoles de actividad de los efluentes que
se han considerado en este estudio tienen su origen en
los informes mensuales de explotación que las
centrales remiten al CSN.
España
1 ,0 E-0 3
UE
1 ,0 E-0 4
1 ,0 E-0 5
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
Años
Los datos de la UE se han extraído de los documentos
“Radioactive Effluents from Nuclear Power Stations
and Nuclear Fuel Reprocessing Plants in the
European Community”, elaborados por la Comisión
Europea para los períodos 1977-1986, 1987-1991 y
1991-1995 (2, 3 y 4). Con el fin de disponer del
mayor número posible de datos, los correspondientes
a los años 1996 y 1997 se han extraído del informe
UNSCEAR-2000 (7).
Los datos de EEUU relativos a los efluentes
radiactivos líquidos y la energía eléctrica neta
producida se han extraído de los documentos
“Annual Report 1989” (8) y “Annual Report 1992”
(8), publicados por la NRC, mientras que los valores
de actividad de I-131 se han obtenido de los informes
de las Naciones Unidas UNSCEAR-88 (5) para el
período 1980-1984 y UNSCEAR-93 (6) para el
período 1985-1989. Como en el caso de la UE, para
disponer de un mayor número de datos, se ha
recurrido al informe UNSCEAR-2000 (6) para
completar todos los valores correspondientes al
período 1993-1997.
En las centrales BWR la tendencia global también es
decreciente, incluso más pronunciada que en las
PWR, pero la evolución no es constante dado que se
observan numerosas fluctuaciones (Figura 2).
Conviene recordar que en España solo hay dos
centrales de agua en ebullición, por lo que la
evolución de las actividades vertidas para el conjunto
de centrales de este tipo está muy influenciada por las
variaciones que se producen en cada una de ellas.
Figura 2. Efluentes Liquidos de Centrales BWR. Actividad Total Salvo Tritio (GBq/GWh)
1 ,0 E+ 0 0
1 ,0 E-0 1
EEUU
1 ,0 E-0 2
UE
1 ,0 E-0 3
1 ,0 E-0 4
España
1 ,0 E-0 5
SITUACIÓN DE LAS CCNN ESPAÑOLAS EN
EL ENTORNO INTERNACIONAL
Para estudiar la situación de las centrales nucleares
españolas en el contexto internacional, se han
considerado dos grupos de referencia para cada tipo
de tecnología (PWR/BWR), uno, formado por las
1 ,0 E-0 6
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
Años
En cuanto a la situación de las centrales españolas en
el entorno internacional, la actividad total salvo tritio
en las centrales PWR es muy similar a la de las
centrales de la UE y de EEUU de su mismo tipo de
tecnología, mientras que es claramente inferior en las
centrales BWR, como se observa en la Tabla 1,
donde se comparan los valores máximos medios y
mínimos correspondientes a los datos de las gráficas
de las Figuras 1 y 2.
Figura 4 Efluentes Gaseosos de Centrales BWR. Actividad de Gases Nobles (GBq/GWh)
1 ,0 E+ 0 4
1 ,0 E+ 0 3
EEUU
UE
1 ,0 E+ 0 2
1 ,0 E+ 0 1
1 ,0 E+ 0 0
España
1 ,0 E-0 1
Tabla 1: Actividad total salvo tritio (GBq/GWh)
1 ,0 E-0 2
79
PWR
máximo
medio
mínimo
BWR
máximo
medio
mínimo
España
UE
EEUU
2,27E-02
4,75E-03
7,58E-04
1,38E-02
4,45E-03
3,21E-04
1,64E-02
8,19E-03
9,07E-04
2,31E-02
1,62E-03
2,68E-05
1,60E-02
5,67E-03
1,41E-03
3,38E-02
7,72E-03
5,12E-04
La actividad de los gases nobles en los efluentes
gaseosos de las centrales españolas también presenta
una tendencia global decreciente durante estos años,
tanto en las de tipo PWR (Figura 3) como en las
BWR (Figura 4), pero con una variación más
uniforme en las primeras que en las segundas.
Figura 3 Efluentes Gaseosos de Centrales PWR. Actividad de Gases Nobles (GBq/GWh)
1 ,0 E+ 0 4
1 ,0 E+ 0 3
1 ,0 E+ 0 2
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
Años
Ahora bien, en las centrales BWR, mientras que la
actividad de los gases nobles en las centrales
españolas y de Estados Unidos sigue una evolución
semejante y con valores próximos, en las centrales
de la Unión Europea se aprecia una tendencia
creciente, con valores que, aunque inicialmente son
inferiores a las de los otros dos países, los superan
apreciablemente a partir de 1987 (Tabla 2).
Tabla 2: Actividad de gases nobles (GBq/GWh)
PWR
máximo
medio
mínimo
BWR
máximo
medio
mínimo
España
UE
EEUU
1,32E+02
1,68E+01
7,46E-01
1,69E+01
5,55E+00
6,58E-01
5,56E+01
1,68E+01
2,69E-01
1,55E+02
3,13E+01
4,42E-01
2,52E+02
7,14E+01
3,80E+00
5,09E+02
1,31E+02
2,45E+00
EEUU
1 ,0 E+ 0 1
España
UE
1 ,0 E+ 0 0
1 ,0 E-0 1
1 ,0 E-0 2
1 ,0 E-0 3
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
Años
En el marco internacional, la evolución de la
actividad de los gases nobles en las centrales PWR es
muy similar en España, la Unión Europea y en
Estados Unidos, siendo sus valores máximo, medio y
mínimo muy similares (Tabla 2).
En cuanto a la evolución de la actividad del I-131 en
los efluentes gaseosos de las centrales españolas, se
observan fluctuaciones asociadas a fallos en los
elementos combustibles, con una tendencia global
decreciente en ambos tipos de centrales: PWR
(Figura 5) y BWR (Figura 6).
En el contexto internacional, mientras que la
actividad del I-131 en las centrales PWR españolas
presenta un rango de valores similar al de la UE y
EEUU, en las centrales BWR el rango es inferior
(Tabla 3).
En el contexto internacional, la actividad de los
efluentes de las centrales españolas presenta un rango
de valores similar, e incluso inferior en algunos
casos, al que se observa en las centrales con similar
tecnología de la Unión Europea y de Estados Unidos.
Figura 5 Efluentes Gaseosos de Centrales PWR. Actividad de I - 131 (GBq/GWh)
1 ,0 E-0 1
1 ,0 E-0 2
1 ,0 E-0 3
EEUU
España
1 ,0 E-0 4
REFERENCIAS
1 ,0 E-0 5
UE
1. Los efluentes radiactivos en las centrales
nucleares españolas (1980-1997). Colección
Documentos CSN. Nº 5.1999. Consejo de
Seguridad Nuclear. 1999.
1 ,0 E-0 6
1 ,0 E-0 7
1 ,0 E-0 8
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
Años
2. Radiation Protection 77: Radioactive effluents
from nuclear power stations and fuel reprocessing
plants in the European Community, 1977-86.
Report EUR 15928 EN. Directorate-General
Environment, Nuclear Safety and Civil
Protection. European Commission.
Figura 6 Efluentes Gaseosos de Centrales BWR. Actividad de I - 131 (GBq/GWh)
1 ,0 E-0 1
1 ,0 E-0 2
EEUU
UE
1 ,0 E-0 3
1 ,0 E-0 4
1 ,0 E-0 5
España
1 ,0 E-0 6
1 ,0 E-0 7
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
3. Radiation Protection 84: Radioactive effluents
from nuclear power stations and fuel reprocessing
plants in the European Community, 1987-91.
Report EUR 16901 EN. Directorate-General
Environment, Nuclear Safety and Civil
Protection. European Commission. 1996.
Años
Tabla 3: Actividad de I-131 (GBq/GWh)
PWR
máximo
medio
mínimo
BWR
máximo
medio
mínimo
España
UE
EEUU
1,16E-04
2,73E-05
1,87E-06
1,49E-04
2,82E-05
1,70E-07
3,46E-04
9,56E-05
1,95E-06
2,88E-04
6,77E-05
4,89E-06
1,53E-03
2,71E-04
2,28E-05
2,81E-03
6,27E-04
2,83E-05
4. Radiation Protection 104: Radioactive effluents
from nuclear power stations and fuel reprocessing
plants in the European Community, 1991-95.
Directorate-General Environment, Nuclear Safety
and Civil Protection. European Commission.
1999.
5.
Sources, effects and risks of ionizing radiation.
United Nations Scientific Committee on the
Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). 1988
Report to the General Assembly, with annexes.
6.
Sources, effects and risks of ionizing radiation.
United Nations Scientific Committee on the
Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). 1993
Report to the General Assembly, with annexes.
7.
Sources, effects and risks of ionizing radiation.
United Nations Scientific Committee on the
Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). 2000
Report to the General Assembly, with annexes.
8.
Radioactive materials released from nuclear
power plants. NUREG/CR-2907. Volúmenes 10
y 13. USA NRC.
CONCLUSIÓN
Del estudio de la evolución de los efluentes líquidos
(actividad total salvo tritio) y gaseosos (gases nobles
y I-131) del conjunto de las centrales españolas en el
período comprendido entre los años 1980 y 2000, se
puede concluir que la actividad vertida al medio
ambiente por las centrales españolas ha
experimentado en su conjunto una disminución
progresiva, tanto en las centrales de tipo PWR como
BWR .