La energía nuclear



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La energía nuclear

Introducción
Gracias al descubrimiento del fenómeno de la radiactividad natural en 1896 por Henri Becquerel el hombre ha sido capaz de producir energía nuclear a partir de los años 1940.
Solución de futuro para algunos, tecnología demasiado peligrosa para otros, este expediente resume la situación.

1 - La radiactividad
El descubrimiento de la radiactividad natural que ocurre a finales del siglo XIX se produce en varias etapas.
El 8 de noviembre de 1895, el físico alemán Wilhelm Röntgen descubre una radiación invisible que es capaz de imprimir una placa fotográfica. Debido a su aspecto extrano, la denomina “rayos X”. Interponiendo su mano en el trayecto de estos rayos, consigue grabar una imagen de sus falanges en una placa fotográfica. La radiografía acaba de nacer.
El 20 de enero de 1896, el matemático Henri Poincaré presenta el descubrimiento de Röntgen en la Academia de Ciencias de Francia. Henri Becquerel está presente y se pregunta de dónde vienen estos misteriosos rayos invisibles. Poincaré, apasionado por la física, le sugiere a Becquerel que estudie si hay alguna relación entre la fluorescencia que acompaña la emisión de los rayos X y los propios rayos X. La fluorescencia es una emisión luminosa producida por algunos cuerpos cuando estos han sidoiluminados previamente.
Después de algunos intentos infructuosos con diferentes materiales, Becquerel utiliza cristales de sales de uranio que expone al sol sobre una placa fotográfica envuelta en cartón negro para protegerla de la luz. La placa queda impresa a través del cartón, por lo que deduce que la sal emite rayos X después de ser excitada por la luz. Pero este no es su descubrimiento más importante: llegará unos días más tarde y será fruto del azar. Poco después de su experiencia fructuosa, Becquerel quiere repetirla; prepara su material, pero ese día, el sol en París es intermitente. Postergando su experiencia, guarda las placas fotográficas y las sales de uranio en un cajón. El 1 de marzo, por seguridad, decide revelar las placas que habían quedado en la oscuridad del cajón. Queda estupefacto cuando descubre que fueron impresas fuertemente en la oscuridad. Por lo tanto, esa impresión es independiente de la fluorescencia del uranio; la sal del uranio emite espontáneamente rayos penetrantes, haya sido, o no, expuesta a la luz del sol. Se acaba de descubrir la radiactividad.
A partir de 1898, Pierre y Marie Curie también se interesan por este fenómeno y descubren el polonio y el radio.
El 26 de marzo de 1900, Becquerel identifica la radiación beta del radio como una emisión de electrones y realiza, asi, la primera detección de una partícula elemental. Más tarde, Pierre Curie constata que el radio desprende una energía considerable, un millón de veces superior a toda energía de combustión ya conocida; es el primer reconocimiento de la energía nuclear.
El peligro de la radiactividad para la salud no se identifica inmediatamente; al contrario, se atribuyen muchas propiedades terapéuticas al radio que se convierte en un elemento muy popular como tonificante y se prescribe bajo forma de polvos, crema, bebida, compresas, dentífrico, y hasta talco para bebés. Se presentará un grano de radio en la exposición universal de 1904, en San Luis, en Misuri, para satisfacer la curiosidad del público.
Becquerel observa por casualidad los efectos biológicos de la energía emitida por la radiactividad. Como lleva en su bolsillo una bombilla de radio, constata, después de algunas horas, que su piel ha enrojecido y que tiene una quemadura. Pierre y Marie Curie confirman esta observación haciendo sobre ellos mismos dicha experiencia. Es el nacimiento de lo que será más tarde la radioterapia.
Becquerel, Pierre y Marie Curie reciben el premio Nobel de física en 1903 por el descubrimiento de la radiactividad.
Este descubrimiento abre el paso a la física nuclear, a la energía nuclear, al estudio de la estructura de la materia y a la física de las partículas elementales. En 1911, Rutherford establece la existencia del núcleo atómico y otorga al núcleo de hidrógeno el nombre de protón. Supone que debe existir un protón neutro o un neutrón que Chadwick identificará en 1932. En 1934, Frédéric e Irène Joliot-Curie descubren la radiactividad artificial y Fermi pone en evidencia la captura de los neutrones por los núcleos; en 1938, Meitner, Hahn y Strassmann descubren la fisión nuclear y, a principios de 1939, Frédéric Joliot entiende las reacciones en cadena, o sea la posibilidad de producir energía nuclear y fabricar armas nucleares.
El 2 de diciembre de 1942, el primer reactor nuclear, construido por Fermi, se pone en marcha en Chicago.

¿Que es la radiactividad?
La radiactividad es un fenómeno físico natural durante el cual algunos núcleos atómicos inestables, llamados radiactivos, se transforman espontáneamente (se habla de “desintegración”) liberando energía bajo forma de radiaciones. Así, generan núcleos atómicos más estables, que perdieron una parte de su masa.
Los átomos radiactivos o radioisótopos que originan la radiactividad natural están presentes en las rocas de la corteza terrestre desde que se formó la Tierra, se generan de manera continua por la radiación cósmica. De esta manera, estamos inmersos en la radiactividad natural desde siempre.
El hombre descubrió solo hace unos cien años que vivía rodeado por esta radiactividad desde siempre, gracias a los trabajos de Henri Becquerel. Progresivamente entendió sus mecanismos y sus aplicaciones. Los campos de aplicación son múltiples, entre los que podemos mencionar, exámenes médicos y tratamientos con radioisótopos, energía nuclear, controles no destructivos en la industria, trazadores radiactivos para estudiar el ambiente, conservación de los productos agroalimentarios, preservación de las obras de arte, datación mediante carbono 14, o detectores iónicos de incendio.

Las unidades de medida de la radiactividad
Medir la radiactividad consiste en medir tres fenómenos diferentes: la actividad emitida por la fuente radiactiva, la dosis recibida y el efecto de esta radiación sobre el organismo o el medioambiente.
La actividad de una fuente radiactiva se mide en becquereles (Bq). Un becquerel corresponde a una desintegración radiactiva por segundo.
ISe trata de una unidad muy pequeña.
Por ejemplo, el esqueleto de un ser humano de 60 kg tiene una actividad de cerca 6.000 Bq de potasio-40 radiactivo.
La dosis recibida por un blanco se mide en grays (Gy). Un gray corresponde a la energía de un joule recibida por un kilogramo de medio (inerte o vivo) expuesto a una radiación radiactiva.
ISe utiliza para expresar dosis elevadas, como por ejemplo las que se administran en radioterapia para destruir localmente células malignas. Estas dosis se cuentan en decenas de grays; resultarían mortales si se administraran al cuerpo entero.
El efecto biológico producido en un organismo vivo por una dosis dada de radiación no constituye una cantidad física medible: este efecto depende de la energía trasmitida a los tejidos, del tipo de radiación y del tipo de tejido atravesado. El sievert (Sv) es la unidad legal equivalente a una dosis que permite expresarlo.
El sievert tiene la misma definición física que el gray, o sea un joule por kilogramo. Se define como una dosis (medida en grays) ponderada por factores sin dimensión que permiten expresar el efecto de las radiaciones en los organismos vivos. En Francia, en promedio, se expone anualmente la población a 3,5 mSv.

Exposición del ser humano a la radiactividad
En Francia, la estimación de las fuentes de exposición a la radiación evalúa la dosis anual total a la cual está expuesta la población en 3,5 mSv, de los cuales 2 mSv son de origen natural y 1,5 mSv de origen artificial. Esta distribución es un promedio, puede fluctuar según diferentes parámetros, especialmente la ubicación geográfica.
La exposición a las radiaciones de origen natural corresponde aproximadamente al 60% del total de la exposición del ser humano a la radiactividad. Su componente principal proviene del radón, un gas radiactivo procedente del uranio que emana de las rocas. El resto proviene de la radiación telúrica emitida por las rocas, de los rayos cósmicos y de la radiactividad del cuerpo humano debida a la presencia en su seno de dos radioelementos de origen natural, el potasio-40 y el carbono-14.
La exposición a la radiactividad natural es permanente. Se distribuye a lo largo de los días, meses y años, y ocurre a bajas dosis.
La exposición a las radiaciones de origen artificial tiene como origen principal los exámenes y tratamientos médicos; el 1% restante es producido por la industria, las precipitaciones nucleares, las instalaciones nucleares y la investigación. Es difícil reducir estas dosis sin mejorar el funcionamiento de los equipos. Renunciar a los estudios y a la radioterapia facilitada por la medicina nuclear significaría renunciar a los adelantos de la medicina moderna.
Sin embargo, solo se recurre a las radiaciones si el riesgo incurrido se justifica con respecto al beneficio proporcionado. En este caso, se intentará utilizarlas lo más eficientemente posible y se limitarán las dosis en función del objetivo que se desea alcanzar. Así, los médicos disponen de Niveles de Referencia para Diagnóstico (NRD).
La imagen médica mediante rayos X produce la mayor dosis de exposición humana a las radiaciones.
No obstante, en este caso no se habla de radiactividad ya que los rayos X no provienen de reacciones nucleares sino de excitación electrónica del átomo.

Fisión y fusión
La energía nuclear puede liberarse de dos maneras: rompiendo núcleos atómicos pesados o fusionando núcleos muy livianos, que se llaman respectivamente fisión y fusión nuclear.
Desde hace mucho tiempo, se controla la fisión para la producción de electricidad, pero no la fusión, porque es difícil acercar dos núcleos que tienden a repelerse.
ILa fisión nuclear es el fenómeno a través del cual el núcleo de un átomo pesado (núcleo que contiene muchos protones y neutrones, tales como los núcleos de uranio y plutonio) se divide en dos fragmentos más ligeros luego de capturar un neutrón primario. Esta reacción de fragmentación se traduce por la emisión de dos a tres neutrones secundarios y una liberación de energía muy importante.
La fisión espontánea es un fenómeno extremadamente raro. Por ejemplo, con un núcleo como el uranio-238, la fisión espontánea solo interviene una vez cada 2 millones de desintegraciones. El único núcleo natural fisible es un isotopo del uranio (U-235), presente en proporción escasa (0,7%) en los minerales de uranio. Existen otros núcleos fisibles, pero se deben producir en los reactores. Se trata principalmente del plutonio-239 (generado a partir del uranio-238) y del uranio-233 (generado a partir del torio-232).
Frecuentemente, la fisión es provocada por la captura de un neutrón en un núcleo muy pesado, fisible y debilitado por un número demasiado importante de protones y neutrones. Este núcleo muy voluminoso se escinde entonces en núcleos más estables liberando energía.
Este fenómeno descubierto en 1938 por Otto Hahn y Lise Meitner hubiera caído en el olvido si no hubiera sido posible multiplicarlo a través de un mecanismo de reacción en cadena. La fisión es acompañada de varios neutrones que pueden generar otras fisiones. La energía nuclear liberada entonces ya no concierne átomos aislados sino cantidades de materia considerables.
La reacción en cadena puede resultar explosiva en el caso de la bomba atómica. En los reactores nucleares, esta reacción está controlada. El fenómeno de fisión nuclear inducida fue descrito el 17 de diciembre de 1938 por Otto Hahn y Fritz Strassmann. Se debe a Hans von Halban, Frédéric Joliot, Lew Kowarski (en Francia) y a Enrico Fermi (en los Estados Unidos) el descubrimiento, en 1939, de la reacción en cadena provocada por la emisión de neutrones durante la fisión.
La fusión nuclear es una reacción en la cual se unen dos núcleos atómicos livianos para formar un núcleo más pesado, por ejemplo, un núcleo de deuterio y un núcleo de tritio se unen para formar un núcleo de helio, más un neutrón. La energía de radiación solar, producida por esta reacción, permite alcanzar temperaturas de unos millones de grados.
Actualmente, no existe ningún equipo que permita producir energía controlando las reacciones de fusión nuclear. Se llevan a cabo investigaciones para lograr que la energía de fusión producida sea superior a la utilizada en el calentamiento de las partículas. Se llevan a cabo estas investigaciones en el marco del proyecto internacional ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), con el fin de desarrollar el uso civil de la energía de fusión nuclear para la producción eléctrica.



2 - La energía nuclear
Francia constituye el segundo productor de electricidad nuclear más importante en el mundo en términos de volumen, después de Estados Unidos, y el primero si se compara esta producción por número de habitantes. Esta situación particular se puede explicar, por una parte, por la implicación de los investigadores franceses, a principios del siglo XX, en el descubrimiento del átomo y la comprensión de los mecanismos de la fisión, y, por otra, por la situación de Francia. En 1973, en plena crisis del petróleo, el país se encontró sin acceso independiente a una fuente de energía fósil a diferencia de Estados Unidos que disponía de carbón, petróleo y gas; de Alemania, con sus minas de carbón, e inclusodel Reino Unido con el petróleo y el gas del mar del Norte. La diversidad geográfica y política de las fuentes de uranio, así como la facilidad de almacenamiento del combustible en el territorio nacional, aparecian entonces y quizás también hoy, como elementos favorables para la independencia energética de un país, por otra parte, completamente privado de recursos.
El programa nuclear francés, civil y militar, surge tras la Segunda Guerra Mundial. En 1945, la creación del Comisariado de Energía Atómica marca el principio del desarrollo de la industria nuclear en Francia. En 1958, el general Charles de Gaulle, nuevamente elegido, decide que todo el ciclo de la energía nuclear se debe realizar en el país. Con ese objetivo, y según la decisión del presidente Georges Pompidou, se lanza la construcción de la planta de enriquecimiento de uranio de Pierrelatte, en las instalaciones de Tricastin, en 1972. Se inaugura en 1979 y funcionará durante 33 años. Se reemplazará dicha planta, actualmente en fase de desmantelamiento, por la unidad de separación por centrifugación Georges Besse II que desempeñará la misma función, liberando el equivalente de la producción de dos centrales nucleares gracias a un menor consumo de energía.
A partir de los años 50, electricidad de Franciapone en marcha 6 reactores de uranio natural-grafito-gas, llamados UNGG. Se abandonará progresivamente este sector a fines de los años 60, en beneficio del sector del agua presurizada, tecnología que se utiliza todavía hoy en día, y que necesita una fase de enriquecimiento del uranio natural. El parque electronuclear francés evoluciona hasta mediados de los años 90 para alcanzar el nivel actual de 58 reactores, distribuidos en 19 centrales.

Actualmente en construcción en Flamanville (Normandía), el EPR, reactor europeo presurizado, funciona con los mismos principios que los reactores actualmente en servicio, con objetivos de seguridad reforzados de manera considerable.
En 2012, nueve reactores estaban en fase de desmantelamiento en Francia : los seis reactores del sector UNGG, el primer reactor de Brennilis y los dos reactores reproductores PHENIX y SUPERPHENIX. Este desmantelamiento consiste en la deconstrucción, el tratamiento, la evacuación y el almacenamiento de todos los componentes, incluso el reactor nuclear. La estimación de los costes de desmantelamiento de los 58 reactores activos en el territorio nacional es de 18.000 millones de euros. Existe una gran incertidumbre en cuanto a este cifra, que podría duplicarse o triplicarse. Sin embargo, el informe del Tribunal de Cuentas Francés de enero de 2012 mostró que dicha incertidumbre tiene muy poco impacto en el coste de producción de la electricidad nuclear, del orden de algunos euros por MWh.
La comparación entre estos costes de producción y los de los otros sectores es un tema que se encuentra a menudo en el centro de las controversias entre partidarios y oponentes a la energía nuclear. La cuestión del combustible es crucial en los debates sobre la energía nuclear. Ademas de que no queda ninguna mina de uranio explotada en Francia, el propio ciclo del uranio, aunque esté relativamente controlado gracias a las plantas de enriquecimiento y reprocesamiento, alimenta el debate. A menudo, se presentan las diferentes etapas del ciclo, que van desde la extracción del mineral hasta el reprocesamiento de los combustibles usados, como etapas de un ciclo cerrado convirtiendo de esta manera el uranio en un combustible renovable, exceptuando el almacenamiento de los residuos últimos. Es cierto y falso a la vez: aunque sea verdad que se puede reutilizar el uranio de los combustibles usados en las centrales después de algunos procesos de re-enriquecimiento, no puede hacerse hoy en Francia porque el país todavía no dispone de plantas adecuadas. Además, el reciclamiento en combustible MOX del plutonio presente en el combustible usado, operativo en los reactores de agua a presión, sola se puede hacer una vez. Un verdadero ciclo cerrado, con un sistema de multi-reciclamiento del plutonio, es técnicamente posible, y se podrá poner en marcha en los reactores reproductores rápidos, como ya ha se hizo en el pasado en una central como PHENIX.
En lo que se refiere al almacenamiento de los residuos con alta vida media, que representan un 3,8% del volumen de los residuos radiactivos, las soluciones adoptadas varían de un país a otro. Francia eligió como solución de referencia el almacenamiento geológico en capa profunda, probado actualmente en el laboratorio de Bure en la región de la Meuse. Se debatirá públicamente esta solución en 2013. El sistema electronuclear francés es gestionado por un conjunto de actores encargados de la investigación, construcción y explotación de las centrales, del reciclamiento del combustible, de la seguridad de las instalaciones, de la radioprotección y de la seguridad de las personas y del medioambiente. Esta organización se enmarca en un contexto europeo e internacional.

Centrales nucleares: ¿cómo funcionan?
Una central nuclear produce electricidad gracias al calor generado por la fisión de átomos de uranio, que constituye su combustible. La fisión del núcleo de uranio, pesado e inestable, es provocada por el encuentro de dicho núcleo con un neutrón. Este encuentro desencadena:
- la división del núcleo en dos núcleos más ligados;
- la liberación de dos o tres neutrones;
- y una liberación de energía.
Los neutrones así liberados podrán interactuar con otros núcleos de uranio y proseguir de esta manera la fisión. Esto se llama ‘reacción en cadena’. En un reactor nuclear, el fenómeno es controlado por barras de control que permiten actuar sobre la reacción en cadena, y entonces, hacer variar la potencia del reactor o pararlo. El pilotaje es también posible gracias a fenómenos físicos de retroacción que impiden naturalmente la divergencia de la reacción.
En Francia, los 58 reactores en actividad son reactores de agua a presión. La cantidad de calor generada por la fisión del uranio calienta el agua, mantenida bajo presión. A su vez, este circuito primario de agua calienta un circuito secundario de agua que se va a transformar en vapor y hace funcionar una turbina, que acciona un alternador. Este alternador produce corriente eléctrica alterna. Después de pasar por un transformador, aumenta su tensión y de esta manera es trasportada más fácilmente en las líneas de muy alta tensión.
Al salir de la turbina, el vapor del circuito secundario se transforma de nuevo en agua gracias a un condensador en el cual circula agua fría proveniente del mar o de un río. Este tercer circuito se denomina circuito de refrigeración.
Si el caudal del río es demasiado bajo, o si se quiere limitar el calentamiento, el agua del tercer circuito puede enfriarse evaporándose en contacto con el aire que circula en grandes torres denominadas refrigeradores de agua atmosférica, que constituyen la parte más visible de las centrales nucleares.
Los 3 circuitos de agua son estancos los unos con relación a otros.

El desmantelamiento de las centrales
El desmantelamiento es el conjunto de las operaciones técnicas que tienen como objetivo, después de la interrupción definitiva de la explotación de una instalación nuclear, sanearla eliminando las sustancias peligrosas y las estructuras o equipamientos que las contenían.
Para una central, esto comprende en particular la demolición, el tratamiento y la evacuación de todos los componentes hacia un sitio de almacenamiento adaptado, incluso el reactor nuclear.
En Francia, EDF asegura la dirección del desmantelamiento actual de sus nueve reactores industriales definitivamente detenidos: Brennilis, Bugey 1, Chinon A1, A2 y A3, Chooz A, Creys-Malville (Super Phénix) y Saint Laurent A1 y A2.
Después de las fases de cese definitivo de la explotación (CDE) y de cierre definitivo (MAD) que duran aproximadamente 10 años, siguen las operaciones de desmantelamiento.
El cierre de la central y después, la descarga del combustible y el vaciado de los circuitos ocurren durante el CDE. El combustible entonces se deposita durante dos años en piscinas de desactivación del combustible gastado y se realizan estudios para pasar al MAD.
La fase de MAD, punto de no retorno, requiere un decreto. Consiste en desmontar todos los equipamientos y construcciones industriales que producirán esencialmente residuos convencionales (o sea no radiactivos). Se valorizan los residuos convencionales mientras se acondicionan los residuos nucleares antes de evacuarlos hacia centros de almacenamiento adaptados a su naturaleza. Durante esta fase, se realizan todos los estudios que permiten establecer el desarrollo de desmantelamiento adaptado a los objetivos de limpieza proyectados. En base a esto, un nuevo decreto permite pasar a la fase de desmantelamiento. Consiste en desmontar la construcción donde se encuentra el reactor, los materiales y los equipamientos todavía radiactivos y finalmente, en evacuar y almacenar los residuos. La duración de esta fase se estima también en 10 años. Se termina con una fase de saneamiento final, seguida por las caracterizaciones, medidas, y estudios de impacto que permiten establecer el dossier de clausura. Las contramedidas, los peritajes de comprobación y el tratamiento del dossier tardan generalmente varios años más.
El desmantelamiento de los nueve reactores franceses debería producir 800.000 toneladas de residuos no radiactivos (residuos convencionales) que se reciclarán, y 165.000 toneladas de residuos radiactivos.
Al terminar las fases de desmantelamiento y una vez alcanzado el estado final y definitivo, la instalación podrá ser clausurada. Será sacada de la lista de las instalaciones nucleares y entonces, será de nuevo explotable para una utilización industrial. Varias otras instalaciones se están desmantelando o clausurando, en particular los reactores de investigación del CEA (Commissariat à l’énergie atomique – Comisariado francés de Energía Atómica) así como el reactor explotado conjuntamente por el CNRS y la Universidad de Estrasburgo.
El conjunto de estas operaciones se realiza en un marco reglamentario, en particular a través de la ley sobre la transparencia y la seguridad en materia nuclear, denominada ley “TSN” (ley n°2006-686 del 13 junio de 2006).
En Francia, el Tribunal de Cuentas estima que, a partir de las cifras proporcionadas por los operadores principales (EDF, Areva y CEA), el coste del desmantelamiento de los 58 reactores en actividad hasta la actualidad es superior a 18.000 millones de euros. Sin embargo, las comparaciones internacionales proporcionan cifras más elevadas. Así, una extrapolación de los datos internacionales de los 58 reactores franceses da cifras que varían de 20.000 millones de euros, según los criterios belgas, a más de 60.000 millones de euros, según los criterios alemanes. Un comunicado de la autoridad de seguridad nuclear de abril de 2011 recomienda mejorar los métodos de cálculo de estos costes. El coste de desmantelamiento está profundamente relacionado con diversos criterios entre los cuales podemos mencionar el escalonamiento en el tiempo de la deconstrucción, o el hecho de que el desmantelamiento siga o no el cese de la producción.
En los Estados Unidos, algunas centrales ya fueron desmanteladas como la de Maine Yankee por ejemplo, entre 1997 y 2005. El emplazamiento fue restablecido, pero todavía falta solucionar el problema del almacenamiento a largo plazo de los residuos de larga vida.

El ciclo del combustible
El ciclo del combustible nuclear designa todas las operaciones necesarias para abastecer de combustible a los reactores nucleares, almacenar, reprocesar y reciclar este combustible. La etapa más importante del ciclo es el periodo de 2 a 6 años durante el cual se utiliza el combustible en el reactor para producir electricidad. En estado natural, el uranio solo contiene un 0,7% de isótopo fisible, el uranio 235, y un 99,3% de uranio 238, no fisible. Para utilizarlo en los reactores de agua a presión franceses, se debe enriquecer el uranio 235 al 4 o 5%. Luego del enriquecimiento, que se hace bajo forma gaseosa, se transforma el uranio en óxido que se presenta como un polvo negro. A continuación, se comprime este polvo en pequeñas pastillas de aproximadamente 7g. Se insertan estas pastillas en tubos metálicos llamados barras combustibles, que se agrupan formando haces de combustible en el núcleo del reactor. Tras su utilización en el núcleo del reactor, el combustible se empobrece en uranio 235 y se debe reemplazar. El U-238 también conduce a la producción de plutonio y otros actínidos más pesados. Primero, el combustible permanece un tiempo prolongado en la piscina para que decrezcan los productos de fisión más radiactivos y de corta vida. Luego se coloca el combustible irradiado en una instalación de depósito hasta que se pueda almacenar definitivamente o reprocesar.
El reprocesamiento consiste en aislar, mediante procesos mecánicos y químicos, los diferentes elementos del combustible usado para separar los elementos posiblemente valorizables, como el uranio y el plutonio, de los residuos propiamente dichos, llamados residuos últimos, que son calcinados y vitrificados en una matriz inerte antes de ser almacenados.
En Francia, se recicla una parte del plutonio en combustible MOX, una mezcla de óxidos de uranio y de plutonio que se puede utilizar en algunos reactores y en el futuro EPR.
El uranio, que todavía representa un 95% de la masa del combustible usado, también puede ser reciclado, de vuelta enriquecido y utilizado en ciertos reactores. Esta operación de re-enriquecimiento necesita una instalación de ultra centrifugación, que hoy en día solo está disponible en Rusia, en la planta de Seversk, y en los Países Bajos en la planta de Urenco. Francia, esperando la puesta en funcionamiento de la planta Georges Besse II en el emplazamiento del Tricastin, la cual dispondrá de una instalación de ultra centrifugación, subcontrata por el momento esta operación principalmente en Rusia. Una parte de este uranio de reprocesamiento (actualmente un 10%) se enriquece de nuevo, y el resto se almacena.
Este reciclamiento de una parte del uranio y del plutonio genera una economía anual de un 12% de uranio natural.
Algunos países poseen una planta de reprocesamiento de los residuos nucleares, entre los cuales se puede citar a Francia con su centro de la Hague, El Reino Unido, Rusia y Japón. Estados Unidos cerró su propia planta de reprocesamiento por razones económicas. Tanto para el personal como para los vecinos o el medioambiente, los problemas del transporte de los combustibles usados que necesitan un reprocesamiento, del transporte del uranio de reprocesamiento hacia las plantas de re-enriquecimiento o de la consideración de los riesgos, siguen alimentando el debate entre pro y antinucleares. La eficacia económica del reciclamiento tal como se practica hoy en día baja, puesto que el uranio natural sigue teniendo un precio muy bajo. Sin embargo, si suponemos un aumento del uso de la energía nuclear a nivel mundial, un mejor manejo de los recursos naturales junto con un despliegue de los futuros reactores así como una gestión optimizada de los residuos, se necesitará en el futuro un reciclamiento de los combustibles usados cada vez más eficaz.

El manejo de los residuos
Las diferentes utilizaciones de la radiactividad (industria electronuclear, uso militar, medicina nuclear, laboratorios de investigación) generan residuos que se deben manejar de manera segura. En Francia, los residuos se definen por la duración de su actividad radiactiva y por su nivel de radiactividad, que condicionan su peligrosidad. Así se definen 4 tipos de residuos:
- Los residuos de alta actividad de larga vida media (en francés HAVL) y los residuos de media actividad de larga vida media (en francés MAVL): son principalmente residuos provenientes del núcleo del reactor, altamente radiactivos y cuya radiactividad sigue siendo considerable durante centenas, miles, e incluso millones, de años. Estos residuos no se mantienen “altamente radiactivos” a escala geológica, se transforman progresivamente en “residuos de baja actividad de larga vida media”. Hoy en día en Francia, se prefiere el almacenamiento definitivo, y las decisiones sucesivas deberán ser examinadas por el Parlamento en los próximos años.
- Los residuos de media o baja actividad de corta vida media (en francés FMA-VC): son principalmente los residuos tecnológicos (guantes, combinaciones, herramientas, etc.) que fueron contaminados durante su utilización en la central nuclear o durante el ciclo del combustible nuclear. Su nocividad no supera los 300 años.
- Los residuos de muy baja actividad (en francés TFA): son principalmente materiales contaminados, como la chatarra, escombros u hormigón que provienen del desmantelamiento de las instalaciones nucleares. Son poco radiactivos, pero los volúmenes son más importantes que los de las otras categorías. Hoy en día, su manejo es operativo, especialmente en los centros de almacenamiento de la ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs - Agencia francesa para la gestión de los residuos radiactivos).
Por razones de coste y seguridad, es necesario adaptar la solución del almacenamiento en función de la naturaleza de los residuos. Los residuos de corta vida media, de muy baja, baja y media actividad no necesitan almacenarse en las capas geológicas profundas. Lo mismo ocurre para los residuos de baja actividad de larga vida media, que pueden almacenarse a profundidades intermedias, entre 15 y 200 metros bajo tierra. El almacenamiento en las capas geológicas profundas, privilegiado por varios países, entre ellos Francia, se reserva para los residuos de alta y media actividad de larga vida media. Estos residuos representan aproximadamente un 0,2% del volumen de los residuos radiactivos.
En Francia, la ANDRA estudia y valida este método de almacenamiento geológico profundo en el laboratorio subterráneo de Bure en la región de la Mosa. Si estas pruebas son concluyentes y si el gobierno da su aprobación, se construirá un centro de almacenamiento profundo en las proximidades, en una capa geológica similar a la utilizada para llevar los estudios. Los centros de almacenamiento están implantados en regiones sin riesgo sísmico y en capas geológicas donde los flujos de agua subterráneos son muy limitados (rocas arcillosas o graníticas).
Si se considera la producción de residuos actual, el concepto de almacenamiento geológico en capa profunda se presenta como el método de manejo con menos impacto sobre las generaciones futuras.
A más largo plazo, este método también sería, según sus promotores, una solución para una degradación eventual de la sociedad. De hecho, el almacenamiento sería seguro, aun en caso de no control y descuido de las instalaciones. Es un concepto pasivo cuya seguridad no depende de las acciones de las generaciones futuras. Para sus detractores, el ejemplo de la mina de Asse, antigua mina de sal en Baja Sajonia, donde algunas infiltraciones generaron una contaminación nuclear del medio circundante, prueba que el almacenamiento de los residuos por enterramiento en realidad no es una solución. También se puede pensar que una sociedad capaz de manejar reactores nucleares en funcionamiento y sus riesgos asociados podría proponer una solución más reversible para el manejo de los residuos. Esto permitiría beneficiarse de futuros avances tecnológicos sobre todo porque solo se podrá almacenar los residuos más radiactivos en un emplazamiento geológico luego de un periodo de depósito en superficie de aproximadamente 70 años. Eso permite que su potencia residual sea suficientemente reducida y que la temperatura de los contenedores enterrados no sea demasiado elevada.

La radio-protección
La radio-protección es un conjunto de medidas que se toman para asegurar la protección del hombre y de su ambiente impidiendo o reduciendo los efectos nocivos de las radiaciones iónicas que se producen sobre las personas, de forma directa o indirecta.
Los radio-elementos, átomos que tienen un núcleo radioactivo, emiten radiaciones que interactúan con la materia y pueden ionizarla, o sea quitarle uno o varios electrones a sus átomos constitutivos. Se las llama radiaciones iónicas.
Los efectos de las radiaciones iónicas sobre la salud son de dos tipos:
- Los efectos a corto plazo (llamados deterministas) como la esterilidad masculina temporaria, las quemaduras, la necrosis de los tejidos, las náuseas, el cansancio; - Los efectos a largo plazo (llamados aleatorios) como el cáncer y las anomalías genéticas.
Los tejidos más sensibles a las irradiaciones son los tejidos reproductores y aquellos que están implicados en la formación de las células sanguíneas, de la piel y del cristalino.
Los tres principios fundamentales de la radio-protección, relacionados con la fuente, independientemente de las condiciones de exposición, son:
- La justificación : las fuentes de radiaciones iónicas no se deben usar si existen otras alternativas, salvo si el beneficio que obtiene la sociedad es superior al riesgo que corre; - La optimización o principio ALARA: reducción de la exposición, cuanto más se pueda, teniendo en cuenta los factores económicos y sociales de la exposición a las radiaciones iónicas; - La limitación: la fijación por medio de una reglamentación de los límites de las dosis anuales de exposición que no se deben superar.
Existen tres fuentes principales de exposición: la natural, la profesional o médica y la medioambiental debidas a las actividades humanas, actuales o pasadas, que implican radiaciones iónicas.
- La radiactividad natural puede generar una exposición externa, debida a la radiación telúrica o cósmica, y una exposición interna. En este segundo caso, la fuente proviene de los alimentos, del agua potable así como del aire inspirado que contienen radón. En los dos casos se produce una incorporación en el organismo. Esta irradiación natural varía con la localización geográfica. En promedio, en Francia es de 2,4 mSv por año y por habitante;
- El sector médico (radioterapia, radiología), la industria nuclear, muchos sectores industriales (conservación de alimentos, controles por radiografía) y algunos laboratorios de investigación utilizan radiaciones iónicas. Los elementos que van a determinar el nivel de exposición son varios: la naturaleza de la radiación, la distancia que existe entre el organismo y la fuente, el tiempo que dura la exposición y el espesor y la composición de las pantallas de protección, los confinamientos dinámicos eventuales. Regularmente se efectúan controles técnicos en el lugar de trabajo así como medidas de las dosis que recibe el personal. La dosimetría operacional que mide la exposición externa, en tiempo real, es obligatoria desde el 2000 en Francia para todo aquel que trabaje en zona controlada. Se agregó como complemento de la dosimetría pasiva (lectura en diferido), obligatoria desde hace más de 30 años para cualquier tipo de zona reglamentada. La exposición interna se mide mediante la estimación de la cantidad de isótopos en la orina, los excrementos, las secreciones o por antropogamametría. Para los trabajadores en cuestión, la dosis eficaz, que constituye la suma de la exposición externa e interna, se limita a 20 mSv/año. En cuanto al público, se limita a 1 mSv/año sin considerar la exposición médica, natural o medioambiental.
- La exposición medioambiental relacionada con las actividades humanas se refiere principalmente al impacto de la industria nuclear sobre el medioambiente. Se vigila la exposición medioambiental de forma radiológica gracias a una red nacional que pone en juego a numerosos actores de la sociedad. Se trata de la red nacional francesa de medidas de la radiactividad ambiental (RNM-Réseau national des mesures de la radioactivité de l’environnement en francés) que fue creada en 2003 y que responde a las preocupaciones de la sociedad.

Vigilancia y medidas medioambientales
En lo que se refiere a la vigilancia medioambiental, a nivel internacional, la Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) dicta las recomendaciones sobre la medida de la exposición a las radiaciones y las medidas de seguridad que hay que adoptar en las instalaciones peligrosas. Estas recomendaciones no están reglamentadas, pero se contemplan y se adaptan a las legislaciones nacionales. En Europa, en aplicación del tratado Euratom, cada estado miembro tiene la obligación de asegurar una vigilancia de los niveles de radiactividad en el medioambiente, tenga o no el estado, una industria nuclear. A nivel internacional, el OIEA emite recomendaciones sobre los métodos que conviene utilizar y sobre las buenas prácticas.
La vigilancia de la radiactividad en el medioambiente se hace a dos niveles: en los alrededores de las instalaciones nucleares y en los lugares más lejanos que no reciben una influencia directa de estas instalaciones. Así se pueden identificar los potenciales aportes exteriores en el territorio en cuestión.
De manera rutinaria, se efectúa una vigilancia por medio de redes de muestreos que se hacen con una frecuencia regular. Estas muestras tomadas en el aire, en el agua, en el suelo y en los alimentos se analizan más tarde en un laboratorio. Por otra parte, existen redes de tele-vigilancia que miden la radiactividad del aire, de los ríos a lo largo de los cuales están implantadas las instalaciones nucleares. La magnitud de estas redes y sus características pueden variar de un país a otro.
En Francia, la organización de los controles y de la vigilancia depende de la Autoridad francesa de Seguridad Nuclear (ASN) que dispone de una ayuda técnica, el IRSN. El IRSN dispone de una red de vigilancia del territorio que integra los análisis sobre las muestras y los dispositivos de vigilancia continua.
Otras direcciones ministeriales y los servicios del estado también se encargan de los controles sanitarios, en particular de los alimentos, de los animales destinados a la alimentación y del agua de consumo.
En Francia, se estudia el impacto sanitario y medioambiental de los emplazamientos nucleares antes de que se pongan en marcha. Este estudio de impacto permite evaluar los efectos de los residuos radiactivos sobre la población y el medioambiente. Permite también que la ASN dimensione y determine el dispositivo de vigilancia reglamentaria del medioambiente y controle los residuos líquidos y gaseosos de la instalación. Este dispositivo de vigilancia está formalizado en un decreto ministerial. Los que están a cargo de estas instalaciones nucleares tienen la responsabilidad de vigilar los efluentes que vuelcan así como el ambiente interior y exterior de las instalaciones.
En lo que se refiere a la realización de las medidas reglamentarias para garantizar la calidad de los resultados publicados, la ASN otorga permisos a los laboratorios que efectúan estos análisis y los muestreos. Solo estos laboratorios están autorizados para realizar estas medidas de carácter reglamentario. Los resultados de estas medidas de vigilancia se ponen a disposición del público en el marco de la Red nacional de medida de la radiactividad del medioambiente (http://www.mesure-radioactivite.fr/public/s-carte.html).
Las asociaciones como la ACRO (Association pour le contrôle de la radioactivité dans l’Ouest. Asociación para el control de la radiactividad en el Oeste) o la Comisión de investigación y de información independientes sobre la radiactividad (CRIIRAD en Francés), tienen su propio laboratorio y realizan también controles o investigaciones sobre la situación radio-ecológica de los emplazamientos. Por su parte, las comisiones locales de información (CLI), que se encuentran cerca de las instalaciones nucleares, tienen una misión de seguimiento, información y concertación en materia de seguridad nuclear, radio-protección e impacto de las actividades nucleares sobre las personas y el medioambiente. Las CLI pueden solicitar que se realicen investigaciones y se efectúen medidas de las emisiones procedentes de las instalaciones.
Se puso en marcha la red Becquerel en siete laboratorios del IN2P3 (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules - Instituto francés de física nuclear y de física de las partículas) del CNRS para responder a las solicitudes sobre el impacto de la industria nuclear sobre el medioambiente. Dicha red es una plataforma nacional de análisis de radio-elementos que posee una gran experiencia en el comportamiento de los radionúclidos en el medioambiente y por la concepción de detectores de muy alta tecnología. Esta red lleva a cabo estudios ambientales de radio-ecología, así como sobre la comprensión de los fenómenos de transferencia y acumulación de los radionúclidos en los diversos compartimentos del medioambiente. Asimismo se ocupa de caracterizar los riesgos sanitarios y ambientales relacionados con la radiactividad. También realiza los inventarios radiológicos, antes de cualquier desmantelamiento de las instalaciones nucleares.

Los costes de los diferentes sectores de producción de electricidas
El informe del Tribunal de Cuentas publicado el 31 de enero de 2012 evaluó de manera muy detallada el conjunto de los costes del sector electronuclear en Francia en 2010, según diversos enfoques. Entre estos enfoques, el del* “coste corriente económico” que consiste en calcular un coste global por megavatio por hora (MWh) producido durante toda el tiempo de funcionamiento del instrumento de producción elegido, debe permitir comparaciones entre el coste del sector nuclear y el de otros sectores energéticos: hidráulico, eólico, solar, biomasa, geotermia, gas natural, carbón y petróleo.
La dificultad consiste en identificar cifras del coste del megavatio-hora producido por estos diferentes sectores. Según las fuentes consultadas, para la energía hidráulica, el coste estimado oscila entre 20 y 60 euros por megavatio-hora producido. Para la energía eólica terrestre, las cifras varían entre 70 y 85 euros, y para la energía eólica offshore, entre 110 y 200 euros. Las estimaciones para la energía solar se sitúan entre 170 y 350 euros, y en cuanto a la biomasa alrededor de 110 euros por megavatio-hora producido. El megavatio-hora producido por el sector del ciclo combinado de gas (CCG) cuesta entre 62 y 81 euros, y el producido por el sector del carbón entre 44 y 70 euros. Estas dos últimas estimaciones no toman en cuenta el impuesto sobre el carbono, que puede aumentar el coste del MWh de varias decenas de euros según su nivel.
Estas cifras son estimaciones dadas a título informativo para que el neófito pueda establecer comparaciones. En función del sector, su valor puede duplicarse, incluso triplicarse, según por ejemplo la carga de los aerogeneradores, la potencia de las pantallas fotovoltaicas o su localización geográfica. A modo de comparación, el coste corriente del megavatio-hora producido por energía nuclear estimado por el Tribunal de Cuentas francés en su informe de 2012 es de 49,50 euros. Integrando el impacto de la evolución de las inversiones de mantenimiento y de seguridad post-Fukushima de aquí a 2025, este coste alcanza los 54,20 euros.
Actualmente, tiene lugar un debate sobre la oportunidad de tomar en cuenta la totalidad o una parte de los costes de investigación y desarrollo financiados por créditos públicos en el coste de la electricidad. En cuanto al EPR de Flamanville, el Tribunal de Cuentas francés estima el coste del megavatio-hora entre 70 y 90 euros.
Además del coste de producción relativo a cada tecnología, hay que tomar en cuenta su contribución a la producción eléctrica, que consiste en particular en una base de producción garantizada y en una reserva de capacidad de punta.
El servicio brindado por un reactor nuclear o una central térmica de gas no es el mismo que el producido por un parque eólico, cuya producción es intermitente. *El coste corriente económico incluye en un cálculo actualizado los elementos siguientes: las inversiones iniciales, las cargas de explotación y de mantenimiento, las inversiones de modernización (como el reemplazo de los equipamientos importantes) y las provisiones para cargas futuras (tratamiento de los residuos, desmantelamiento).

Los organismos: ¿quién hace qué?
1 - 1. En Francia
La ASN (Autoridad francesa de seguridad nuclear) es una autoridad administrativa independiente que tiene como responsabilidad controlar las actividades nucleares civiles francesas. Cada año, rinde cuentas al Parlamento del estado de la seguridad nuclear y de la radio-protección en Francia.
El IRSN (Instituto francés de radio-protección y de seguridad nuclear) es un organismo público de asesoramiento e investigación sobre los riesgos nucleares y radiológicos. El IRSN evalúa las disposiciones de los operadores de centrales en materia de seguridad y propone medidas de protección para las poblaciones en caso de accidente. Este organismo también contribuye a la información del público y conduce investigaciones y estudios sobre los riesgos radiológicos y nucleares. Por último, el IRSN monitorea un control radiológico del territorio y de las poblaciones.
El HCTISN (Haut Comité pour la transparence et l'information sur la sécurité nucléaire - Comité superior francés para la transparencia y la información sobre la seguridad nuclear) es una instancia de información, concertación y debate sobre los riesgos asociados a las actividades nucleares. Areva (agrupamiento de Framatome, Cogema y Technicatome) es un grupo industrial francés cuyo 80% pertenece al estado. Sus actividades están relacionadas esencialmente con la energía nuclear: extracción del mineral, fabricación de los combustibles nucleares, construcción de reactores, tratamiento de los combustibles usados, transporte de las materias radiactivas, propulsión nuclear y explotación nuclear.
La ANDRA es una agencia francesa que gestiona los residuos radiactivos. Se encarga de la gestión a largo plazo de los residuos radiactivos que se producen en Francia. La ANDRA es un EPIC (Etablissement public industriel et commercial - Establecimiento Público Industrial y Comercial). La agencia es independiente de los productores de residuos y se encuentra bajo tutela de los ministerios que se encargan de la industria, investigación y medioambiente.
El CEA interviene en cuatro sectores importantes: las energías bajo carbono, entra las cuales se encuentra la energía nuclear, las tecnologías para la información y la salud, y las importantes infraestructuras de investigación, defensa y seguridad general. El CEA es el principal accionista de Areva.
El CNRS se implica cada vez más en la cuestión de la energía nuclear después de la entrada en vigor de la ley francesa Bataille de 1991 sobre la gestión de los residuos nucleares. Actualmente, el programa NEEDS (Nucléaire, Energie, Environnement, Déchets, Société - Sector nuclear, energía, medioambiente, desechos, sociedad), reúne a todos los actores académicos que están trabajando sobre la energía nuclear, desde la química hasta la física, pasando por la geología o las ciencias humanas.
EDF es la principal empresa de producción y de suministro de electricidad en Francia. Es una sociedad anónima con capitales públicos. EDF también vende o compra la energía del extranjero, dependiendo de las necesidades y de la producción.
El 77,71% de la electricidad en Francia se produce gracias al sector nuclear (datos del OIEA, Organismo Internacional de Energía Atómica) - 12/04/2012).
2 – En la esfera internacional
La AEN, Agencia de Energía Nuclear es una institución de la Organización de Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE) que tiene como objetivo ayudar a los países miembros a desarrollar el sector nuclear civil.
La AEN cuenta con 30 países miembros. El OIEA, organismo internacional de energía atómica inter-gubernamental que depende de las Naciones Unidas, se encarga de que se respete el tratado de no proliferación y supervisa la cooperación en materia de utilización pacífica de la energía nuclear.
Euratom o la CEEA, Comunidad Europea de la Energía Atómica, es un organismo público europeo que se encarga de la coordinación de los programas de investigación sobre la energía nuclear.

Explotación y futuro de las minas de uranio
El uranio tiene una concentración media de 3 partes por millón (ppm) en la corteza superior. Se extrae principalmente de minas a cielo abierto, de minas subterráneas, y cada vez más por lixiviación in situ (llamada actualmente ISR In-Situ Recovery en inglés). Un yacimiento se considera explotable en función de numerosos parámetros: tonelaje, concentración, geometría, profundidad, localización geográfica, contextos ambientales, económicos y políticos. Los yacimientos tienen concentraciones que varían de unas centenas de ppm a 195 kg/t para el yacimiento de McArthur (Saskatchewan, Canadá). Actualmente las minas más productivas están localizadas en Canadá, Kazajistán, Australia, Namibia, Rusia y Níger. En 2010, estos 6 países proporcionaron el 54% de la producción mundial de uranio. El isotopo fisible 235, presente a razón de un 0,7% en el uranio natural, lo convierte en un recurso raro y preciado.
En Francia, entre 1945 y 2001, se extrajo el uranio en 210 emplazamientos mineros distribuidos en 25 departamentos situados en mayor parte en la región Centro. De esta manera, se trataron aproximadamente 52 millones de toneladas de mineral de uranio durante este periodo, para una producción total de 76.000 toneladas de uranio.
Dado que el mineral extraído contiene muy poco uranio, y las minas están muy alejadas de los emplazamientos industriales, su transporte no sería económicamente rentable. Por eso, el mineral se transforma y se concentra in situ. Se tritura para obtener un polvo fino y luego se trata químicamente para obtener el uranio por disolución en el caso de la extracción minera. En el caso de la lixiviación in situ, se inyecta una solución ácida directamente en el subsuelo en un pozo de perforación, y se recupera esta solución en otro pozo.
Una mina de uranio produce diferentes tipos de residuos:
- emisiones atmosféricas, como el gas radón, extraído del mineral y muy tóxico;
- vertidos líquidos;
- desechos sólidos como los lodos;
- estériles, es decir rocas que contienen muy poco uranio y que no son tratadas sino almacenadas fuera de la mina;
- por último, minerales pobres en uranio, que también son almacenados.
Estos diferentes residuos pueden acarrear una contaminación del medioambiente y constituyen un riesgo potencial para las poblaciones. Por eso es necesario controlar toda la cadena de extracción del mineral de uranio así como el futuro de las minas una vez terminada la explotación. En Francia, existen laboratorios del CNRS asociados a la red Becquerel (una plataforma nacional dedicada a la medida de la energía nuclear) que analizan regularmente la radiactividad de los suelos y de las aguas para determinar los riesgos de contaminación de las aguas subterráneas o los problemas relacionados con el almacenamiento de los estériles mineros. También se llevan a cabo estudios sobre la gestión de los riesgos a largo plazo en colaboración con equipos de ciencias humanas y sociales. En Francia, el diálogo con la sociedad se hace gracias a las Comisiones Locales de Información (CLI), en las cuales también participan otros organismos como el IRSN o la CRIIRAD (Commission de Recherche et d’Information Indépendantes sur la Radioactivité - Comisión francesa de investigación y de información independiente sobre la radiactividad) que llevan a cabo sus propios análisis.

3 - Aspectos de la energía nuclear relativos a la sociedad
Desde sus principios, la energía nuclear civil siempre se ha promovido como una energía “limpia” y pacífica. Basada en una tecnología segura y de vanguardia, permitía asegurarse una independencia energética frente al petróleo, recurso distribuido de manera desigual y en cantidades limitadas. Por eso Francia eligió la energía nuclear, como muchos otros países industrializados, y se instalaron numerosas centrales en el mundo a partir de los años 60 – 70.
Luego, los primeros accidentes empezaron a sembrar dudas. En 1979, el accidente de Three Mile Island en Estados Unidos recordó que las centrales estaban implantadas cerca de zonas muy pobladas. En 1986, la catástrofe de Chernóbil en Ucrania demostró que el alcance de un accidente no se limita a las fronteras de un país. En 2011, Fukushima mostró que el riesgo de accidente seguía existiendo, incluso en los países con una tecnología tan seria como Japón.
Es verdad que se describe el riesgo de accidente nuclear como bajo, pero los accidentes son muy reales y sus consecuencias tremendas: contaminación del medioambiente, evacuación de las poblaciones humanas por tiempos, a menudo, y todavía, indeterminados. Estas consecuencias son objeto de estudios detallados ya que la radiactividad es un fenómeno cuya duración supera ampliamente la de una vida humana.
Se plantea también la cuestión de los residuos nucleares para los cuales se debe encontrar una solución duradera aceptable. Sus efectos conciernen, al menos, acientos de generaciones futuras, sin hablar del riesgo de accidente siempre presente durante su transporte.
Es evidente, numerosos investigadores e ingenieros trabajan sobre la seguridad de la centrales y la gestión de los residuos. Instancias específicas, como la Autoridad de Seguridad Nuclear en Francia, son responsables del respeto de las normas, hoy en día decretadas internacionalmente; el objetivo es alcanzar el mínimo riesgo de accidente posible, una noción que sigue siendo, sobre todo, una cuestión económica que resulta de un análisis coste/ventaja.
La catástrofe de Fukushima puso de nuevo la energía nuclear en el centro del debate público. El accidente japonés no solo es una oportunidad para cuestionar la seguridad de las instalaciones nucleares, sino, de manera más general, para reflexionar sobre las relaciones entre la sociedad y el sector nuclear. Después de mucho tiempo impuesto como elección política y decisión del Estado, varias organizaciones no gubernamentales y numerosos ciudadanos ponen en tela de juicio dicho sector. Empezando por los japoneses, hoy en día fuertemente movilizados, o también los alemanes. La energía nuclear no solo es una cuestión de técnica; es también una cuestión de sociedad que no se limita solamente a la independencia energética, a las perspectivas económicas y a los imperativos del desarrollo sostenible. La existencia y el conocimiento del riesgo nuclear tienen un impacto sobre las poblaciones, impacto que nunca se tomó en cuenta realmente. Se relacionó el miedo, justificado o no, con la ignorancia, y las políticas y los industriales por mucho tiempo trataron de hacer aceptar la energía nuclear a todo coste a los ciudadanos, considerados como no competentes para emitir un juicio informado. Este proceso probablemente deterioró la calidad de los debates públicos hasta ahora llevados a cabo sobre la energía nuclear. En este caso, también, el accidente de Fukushima cambió la situación: en julio de 2011, la Academia de Ciencias de Francia emitió un aviso según el cual la investigación en el sector nuclear no se debía limitar a los organismos que lo explotaran, sino llevarse a cabo en las universidades y en los organismos públicos de investigación, como el Centro Nacional de Investigation Cientifica. Una especie de firma en blanco para la investigación académica en su conjunto y sobre todo para programas de Ciencias Humanas y Sociales independientes de los explotadores, que contribuirán quizás a poner en marcha un verdadero debate público sobre la cuestión de la energía nuclear.

Perspectivas económicas de la energía nuclear
El informe parlamentario publicado el 15 de diciembre de 2011 por la Mission sur la sécurité nucléaire, la place de la filière et son avenir (Misión sobre la seguridad nuclear, el papel del sector y su futuro) subraya que el sector nuclear francés goza de una competencia industrial reconocida internacionalmente y que representa varias decenas de miles de empleos. El informe insiste sobre un segundo aspecto: la seguridad energética, una dimensión esencial para mantener la potencia y la independencia de Francia y de sus industrias. El informe del Tribunal de Cuentas francés publicado el 31 de enero de 2012 se enfoca más en los costes del sector electronuclear. Se estima la inversión pública inicial en 188.000 millones de euros. Los gastos corrientes anuales alcanzan actualmente 10.000 millones de euros  para EDF (8.900 millones de los cuales se usan para los gastos de explotación, y otros 1.100 millones sirven de provisiones para la gestión de los combustibles usados y de los residuos a largo plazo) y 644 millones para el Estado (414 millones para el esfuerzo de investigación y 230 millones para los gastos relativos a la seguridad, protección e información de los ciudadanos).
Aunque son todavía inciertos, se estiman los gastos futuros en 79.400 millones de euros (62.000 millones de los cuales para EDF). Se refieren al desmantelamiento de las centrales que están al final de su vida útil, a la gestión del combustible utilizado y a la de los residuos finales. A estos gastos se agrega el sobrecoste de las evaluaciones de seguridad implementadas tras la catástrofe de Fukushima; el informe de la ASN sobre las evaluaciones suplementarias para la seguridad de las instalaciones nucleares prioritarias después del accidente en la central nuclear de Fukushima Daiichi, que fue publicado a principios de 2012, fue seguido por el compromiso de EDF de aportar las inversiones necesarias.
El Tribunal de Cuentas también afirmó que hay que prever inversiones importantes a corto y a mediano plazo para permitir el mantenimiento de la producción actual, lo que probablemente tendrá consecuencias sobre el coste global de la producción de electricidad.

Causas y enseñanzas de los accidentes de Three Mile Island, Chernóbil, Le Blayais y Fukushima
Three Mile Island
El 28 de marzo de 1979, en la central de Three Mile Island, una avería de las bombas de alimentación principales de agua de la unidad 2 (TMI-2) combinada con una señalización errónea de una válvula de seguridad (declarada cerrada mientras estaba abierta) acarrea el sobrecalentamiento del reactor: sigue la fusión de una parte del núcleo, pero queda intacta la contención del edificio del reactor y no se libera ninguna radiactividad en el medioambiente.
Chernóbil
El 26 de abril de 1986, en la central de Chernóbil, durante una prueba para mejorar la seguridad, seis errores humanos graves llevan a una aceleración de la reacción en cadena en uno de los 4 reactores: sigue un aumento de la temperatura en el núcleo del reactor que, entrando en contacto con el agua, hace explotar las pastillas de combustible de óxidos de uranio y luego el hidrógeno formado a partir del contacto del agua con el calor muy elevado producido por el núcleo del reactor. Por falta de contención, el núcleo del reactor se encuentra al aire libre y el grafito que sirve para ralentizar los neutrones se inflama: se libera una gran parte de la radiactividad en el medioambiente, durante 10 días, hasta que se controla el incendio.
Le Blayais
El 28 de diciembre de 1999, en la central del Blayais, tras una tormenta que hace desbordar el agua en el estuario del río Gironda, la inundación de los sótanos de la central, y sobre todo de las unidades 1 y 2, pone fuera de servicio algunas instalaciones de seguridad. Sin embargo, funcionan los circuitos de emergencia, lo que permite evitar una catástrofe.
Fukushima
El 11 de marzo de 2011, en la central de Fukushima, tras un terremoto de magnitud 9 ocurrido en el océano Pacífico, mar adentro, a la altura de las costas nordeste de Japón, se detienen los reactores y se activan los circuitos de refrigeración. Pero, dos horas después, una ola de 15 metros supera los diques de seguridad, previstos para resistir olas de “solamente” 5 metros, e inunda todo, destruyendo los circuitos de refrigeración. Así, sube la temperatura del núcleo, se funden las vainas del combustible, se forma hidrógeno y explota, lo que destruye el edificio del reactor. Durante este accidente, se libera una gran cantidad de radiactividad en el aire y en el mar.

Se supone que es tan poco probable el riesgo de fallo de una central nuclear que se aprovecha cada accidente grave para sacar enseñanzas.
El accidente de Three Mile Island tuvo consecuencias positivas en términos de “seguridad de los reactores”: se desarrolló una cultura de la seguridad, lo que llevó a mejorar la seguridad de los reactores en todo el mundo.
La catástrofe de Chernóbil constituye una enseñanza a escala real en cuanto a la gestión de los accidentes graves, de la comunicación y de la información destinada al público. Aunque se la imputó rápidamente a un régimen soviético declinante, incapaz de garantizar el mantenimiento de sus centrales, sobre todo puso de relieve las repercusiones transfronterizas que podía tener un accidente nuclear. Estas consecuencias, que podrían afectar, de manera directa o indirecta, a numerosos países ubicados aun a gran distancia del sitio del accidente, motivaron el desarrollo de una escala análoga a la de Richter para los terremotos, la escala INES (International Nuclear Event Scale) o Escala Internacional de Eventos Nucleares, que ayuda a estimar la gravedad de un accidente nuclear.
En cuanto a la catástrofe de Fukushima que habría podido evitarse si, por ejemplo, el dique hubiera sido más alto, redefine como prioridad absoluta la seguridad de las instalaciones aun ante situaciones altamente improbables. En Francia, el evento de la central del Blayais en 1999 ya había llevado a reevaluar el riesgo de inundación en las centrales nucleares francesas y a emprender obras con el fin de elevar los diques. El accidente de Fukushima provocó evaluaciones complementarias de seguridad (ECS), llevadas a cabo por la Autoridad de Seguridad Nuclear por pedido del gobierno.

Consecuencias medioambientales y humanas de los accidentes nucleares
Consecuencias medioambientales de los accidentes nucleares
Es difícil medir las consecuencias medioambientales de los accidentes nucleares. Tanto más cuanto que faltan los “puntos cero”: de modo general, no se conoce bien el estado de la biodiversidad anterior a los accidentes. Tras un accidente nuclear, se evacua a los hombres, pero permanecen los animales domésticos y la vegetación. La tierra resulta contaminada por varios años, así como todos los vegetales comestibles que crecen allí. El único sitio para el cual tenemos mayor información es el de Chernóbil. Los estudios recientes demostraron que existe una biodiversidad rica pero a veces un poco singular. Proliferan especies animales sobre todo porque no temen a los cazadores, dado que no hay presencia humana en la zona de exclusión. En esta “zona prohibida” de 30 km de radio alrededor de la central, se rebautizó el bosque como “bosque rojo” por haber sido tan quemado por las radiaciones. Desde 1987, las autoridades soviéticas cavaron alrededor de 900 zanjas para enterrar, bajo una fina capa de arena, los residuos vegetales contaminados y los residuos altamente radiactivos procedentes de la central accidentada.
Desde hace una decena de años, equipos ucranianos, ayudados por equipos del CEA, del IRSN y del CNRS, observan que en una de estas zanjas, la zanja T22, algunos nucleótidos (cesio 137, estroncio 90, plutonio) migran más rápidamente de lo que se podía prever considerando los factores fisicoquímicos. Se explora la pista microbiológica: efectivamente, parecen estar implicadas algunas bacterias del suelo, ya que algunas especies captan los radionúclidos en su superficie (bioabsorción), mientras que otras las incorporan (bioacumulación). Estos mecanismos permiten la inmovilización de la radiactividad, o, con la migración de las células, su propagación.
Estos análisis microbiológicos deberían permitir una mejor comprensión de la migración de los radionúclidos en el medioambiente.
Consecuencias humanas de los accidentes nucleares
En caso de accidente grave en una central nuclear, las autoridades evacuan a las poblaciones más cercanas por el riesgo sanitario relacionado con la exposición a sustancias altamente radiactivas que se pueden emitir y transportar en el aire, contaminando así la tierra y el agua. Estas partículas penetran en los organismos a través de la respiración, la absorción de alimentos o de agua contaminados, o también a través una herida. Se fijan en algunos órganos, provocando así una irradiación interna (el yodo radiactivo se fija por ejemplo en la tiroides, el cesio 137 en los músculos y en el corazón).
Cuando la irradiación alcanza niveles muy altos o cuando se prolonga, la acumulación de radioelementos en las células puede provocar cáncer. Sin embargo, siempre es difícil evaluar con precisión el impacto de un accidente nuclear en la salud de las poblaciones.
En el informe de la OMS (Organización Mundial de la Salud) y del OIEA sobre la catástrofe de Chernóbil, publicado en 2005 por las Naciones Unidas, se estimó que el número de muertes fue: menos de 50 para las víctimas inmediatas al accidente y 2.200 para las muertes causadas por la exposición a la radiactividad de los 200.000 “liquidadores” más expuestos. Por otro lado, existen registros que señalan alrededor de 4.000 casos de cáncer de tiroides diagnosticados imputables al accidente de Chernóbil, en niños y adolescentes menores de 18 años en 1986, edad en la cual es rara la enfermedad y solo ha podido ser inducida por una contaminación por yodo radiactivo dispersado en los días siguientes a la catástrofe. Sin embargo, estas cifras son objeto de importantes controversias en la comunidad científica internacional. Por este motivo, sigue siendo difícil, más de 20 años después, tener una estimación fiable del número de víctimas de esta catástrofe.
Otras consecuencias graves, sobre todo psicosociológicas, se pueden manifestar: el desamparo, que puede llevar al suicidio, poblaciones evacuadas que lo pierden todo de un día para el otro y el miedo de la contaminación (en Chernóbil, numerosas mujeres abortaron por miedo a dar a luz a niños malformados).

Temporalidad de las decisiones
En los países donde ocurren accidentes nucleares, se plantea el problema de la reinstalación ulterior de las poblaciones que fueron evacuadas de los territorios contaminados justo después de dichos accidentes. ¿Durante cuánto tiempo se considera una zona prohibida? Alrededor de la central de Fukushima, se delimitó una zona roja de 20 km, que el gobierno intenta descontaminar. Nadie sabe cuándo los aproximadamente 110.000 habitantes tendrán la autorización de regresar.
En Chernóbil,  cerca de mil habitantes evacuados volvieron a vivir ilegalmente en la zona prohibida, es decir hasta 30 km alrededor de la central, solo algunos días después del accidente. Estos “samosioli” viven de manera autosuficiente y prefieren correr el riesgo elegido que someterse al éxodo que les fue impuesto.
El sector nuclear constituye una inversión política a muy largo plazo que impone decisiones durante varios decenios y que son difíciles de cuestionar, incluso tras un accidente nuclear tan catastrófico como el de Fukushima. Después de haber parado todos sus reactores nucleares, Japón decidió reactivar dos de ellos en junio de 2012, pese a una ola de protestas muy importante.
La responsabilidad ante las generaciones futuras es el tema principal de todos los debates sobre el medioambiente y el sector nuclear no es una excepción.
Por otra parte, se añade al riesgo de accidente, los problemas de almacenamiento de los residuos radiactivos, cuya temporalidad supera ampliamente la duración de una vida humana. Se analiza actualmente el enterramiento geológico profundo. Para los partidarios, esta solución tiene la ventaja de no dejar a las generaciones futuras la tarea de encargarse de esta herencia pesada. Para los oponentes, el enterramiento de los residuos no sería una solución sostenible a muy largo plazo.

Seguridad de las centrales y de las personas
Seguridad de las centrales
La seguridad de las centrales nucleares es un objetivo prioritario internacionalmente compartido. En Francia, se crearon organismos específicos de evaluación del riesgo. Hasta 2006, la seguridad nuclear de las instalaciones civiles estaba bajo control estatal, pero la ley n°2006-686 del 13 de junio de 2006 relativa a la transparencia y a la seguridad en materia de energía nuclear (llamada “ley TSN”) instauró la creación de un organismo independiente de control: la ASN. En su seno, el SEREP (Service d’Evaluation de la sûreté des Réacteurs à eau sous pression – Servicio francés de Evaluación de la Seguridad de los Reactores de Agua a Presión), por ejemplo, tiene la responsabilidad de llevar a cabo todas las acciones técnicas cuyo objetivo es garantizar la seguridad de la explotación del conjunto de los reactores de agua a presión, que cuenta con 58 reactores puestos en funcionamiento entre 1977 y 1999 en 19 sitios, entre los cuales varios en zonas sísmicas.
Por supuesto, la seguridad es una cuestión de coste, el cual se debe mantener razonable: claro que, en Fukushima, si el dique hubiera sido más alto, se hubiera podido evitar la catástrofe. Pero nadie había considerado una ola de 15 metros de altura.
La seguridad de las centrales no es solamente una cuestión de fiabilidad técnica, sino también de formación y competencia de las personas que trabajan allí. Ahora bien, numerosas centrales funcionan desde hace tantos años que esta duración supera la de una carrera profesional: se plantea entonces la cuestión de la trasmisión del historial de la central.
Además, la hiperespecialización de los puestos y la externalización de algunas tareas para intervenciones corrientes no facilitan el control coordinado del conjunto de los parámetros de seguridad.
Seguridad de las personas
En caso de accidente en una central nuclear, los trabajadores de la central son los más expuestos. En Chernóbil, por ejemplo, los individuos que tuvieron que empujar los fragmentos de combustibles sobre el techo fueron expuestos a las dosis máximas.
Luego vienen las personas que viven en un perímetro definido por las autoridades alrededor de la central (10 km en Francia). Deben conocer las medidas de urgencia, disponen de un número de información así como de pastillas de yodo que deben tomar en las horas que siguen al acontecimiento.
Para los otros, todo depende de las condiciones del accidente: el escape de polvos radiactivos puede formar una nube que va a circular por todo el planeta o caer en lugares que están muy cerca de la central a causa de las precipitaciones. En Francia, la ASN participa en la elaboración de los planes de gestión de crisis y en la comprobación de los sistemas de seguridad utilizados para dar la alerta.
La ASN se encarga también del control del transporte de sustancias radiactivas (combustible utilizado y residuos nucleares) desde una central hacia una instalación de reprocesamiento o un centro de almacenamiento.
La seguridad del transporte se basa sobre todo en el conjunto constituido por el embalaje y su contenido. La concepción de este conjunto tiene que obedecer a criterios de seguridad estrictos fijados por el OIEA. En Francia, la ASN garantiza su aplicación.
Varias pruebas reglamentarias, que incluyen accidentes de referencia, tienen como objetivo demostrar la seguridad de los embalajes para permitir su homologación. Tales paquetes se conciben para garantizar la protección de las personas (población y trabajadores) y del medioambiente en condiciones normales o tras un accidente.

Energía nuclear y desarrollo sostenible
El desarrollo sostenible se basa en tres aspectos: económico, social y medioambiental. El sector nuclear sigue siendo una elección energética motivada por el interés económico. Permite suministrar una electricidad bastante barata. A finales de 2011 había 435 reactores en funcionamiento, lo que representaba más o menos el 13% de la producción mundial de electricidad. En Francia, 58 reactores producen aproximadamente el 78% de la producción total de la electricidad del país.
Desde un punto de vista social, la energía nuclear sigue causando polémicas. Una de ellas está relacionada con la subcontratación por EDF del mantenimiento de sus centrales a compañías exteriores, cuyos empleados trabajan en condiciones dudosas: precariedad y exposición continua a la radiactividad a causa del pluriempleo.
En lo que se refiere al medioambiente, se destaca el interés principal: se dice que la energía nuclear no produce, o muy poco, gases de efecto invernadero (GEI). Sin embargo, no se toma en cuenta ni la extracción de uranio realizada en el extranjero, ni el transporte del uranio y de los residuos. Por otra parte, las minas son fuentes de contaminación para el medioambiente durante su explotación e incluso muchos años después de su cierre. Para concluir, la energía nuclear no es una energía renovable: los reactores actuales de agua a presión y sus sucesores directos, los EPR,  consumen mucho uranio natural, un recurso que, al ritmo de utilización actual, podría agotarse en los próximos 100 años. Además, no se ha encontrado ninguna solución definitiva para los residuos. Se van acumulando en el planeta porque no se pueden reciclar o eliminar.

Percepción de las poblaciones sobre la energía nuclear y  encuestas de opinión
Percepción de las poblaciones
Los ciudadanos suelen sentirse excluidos de los procesos decisorios en lo que se refiere al sector nuclear. Desde hace mucho tiempo, las autoridades y los industriales intentan fomentar la “aceptabilidad social” de la energía nuclear, recurriendo a todas las técnicas de comunicación que podrían tranquilizar al público.  A tal punto que las encuestas de opinión, que EDF llevó a cabo en los años 80, cerca de las diferentes instalaciones nucleares, para estimar la tensión social ligada a la implantación de centrales, demostraron que la opinión en torno a la energía nuclear era generalmente favorable.
Sin embargo, la falta de información sobre la contaminación, causada por el accidente de Chernóbil, marcó el inicio de una reivindicación más fuerte de la transparencia. Después de las grandes manifestaciones de los años 70, el movimiento antinuclear se debilitó en los años 80, cuando la nuclearización del país se completó. En los años 90, después de Chernóbil, dicho movimiento experimentó un renacimiento, como lo muestra la creación de la red antinuclear francesa Sortir du Nucléaire (“Acabar con la energía nuclear”) que agrupa a más de 700 asociaciones. Además, organismos como la CRIIRAD sometieron el sector nuclear a un nuevo peritaje de comprobación científico. Las opiniones de la CRIIRAD, que lleva a cabo acciones de información para el público, discrepan de las comunicaciones oficiales.
El accidente de Fukushima, que constituye la catástrofe nuclear más importante desde la de Chernóbil, no ha reforzado este renacimiento y la movilización antinuclear en Francia sigue baja: la manifestación organizada en París dos días después de la primera explosión solo reunió a 300 personas. Las decisiones políticas de los franceses dejan más bien pensar que aceptan la energía nuclear, lo que no es el caso de sus países vecinos (Alemania, Italia) desde Fukushima. A nivel mundial, la mayor parte de los grandes países con un consumo de energía elevado (China, India, EEUU, Reino Unido, Rusia, etc.) también reafirmaron su implicación en la energía nuclear.
Las encuestas de opinión
H¿Cómo saber más precisamente lo que piensan los franceses de la energía nuclear? Igual que en el ámbito político, todo depende del instituto que hace la encuesta y de quién ordena dicha encuesta.
Así, según la última encuesta europea (Eurobarómetro, publicada en marzo 2010), el 45% de los franceses está a favor de una reducción de la energía nuclear en Francia, es decir un 6% más que en 2007. Otra encuesta, ordenada por EDF y realizada por el instituto de sondeos francés TNS Sofres el 15 y el 16 de marzo de 2011, muestra que el 55% de los franceses no quiere acabar con la energía nuclear, y que el 62% de ellos considera que EDF está en condiciones de impedir todo riesgo de accidente nuclear en Francia.
Al mismo tiempo, una encuesta realizada por el Ifop (Institut français d’opinion publique - Instituto Francés de Opinión Pública) para el partido político ecologista francés EELV (Europe Ecologie-Les Verts - Europa Ecología-Los Verdes) muestra que el 70% de los franceses está a favor de la suspensión del programa nuclear de Francia y del funcionamiento de sus centrales (19% a corto plazo y 51% en el plazo de 25/30 años).
En el marco del estudio Triélec sobre la campaña presidencial francesa de 2012 que agrupaba tres equipos de investigación especializados en el análisis de las elecciones, de las opiniones y de la comunicación política, se realizaron encuestas TNS Sofres – TriÉlec para estimar regularmente el nivel de apoyo de los franceses en torno a la producción de energía por parte de las centrales nucleares. La proporción de personas interrogadas y que expresaron una opinión bastante o muy favorable pasó del 50% en octubre de 2011 al 58% en diciembre de 2011, antes de alcanzar el 61% en febrero de 2012.
Un año después, el accidente de Fukushima llevó a varios países a decidir suspender la producción de energía nuclear ante un aumento de la hostilidad de su opinión pública. Sin embargo, los franceses parecen estar más a favor de la energía nuclear que nunca. Este fervor podría explicarse por la mediatización de los acontecimientos de Fukushima (que demostraron sobre todo la calidad y la seguridad de las instalaciones francesas y la incompetencia de los japoneses) y quizás también por lo que los analistas llaman el “manejo político”, es decir la insistencia de algunos discursos políticos sobre la imposibilidad para Francia de prescindir del sector nuclear.

El desafío NEEDS – Nucléaire, Energie, Environnement, Déchets, Société (sector nuclear, energía, medioambiente, desechos, sociedad)
La Misión Interdisciplinaridad del CNRS inició en 2012 el desafío NEEDS, cuyo objetivo es unificar el esfuerzo interdisciplinario de investigación sobre el sector nuclear con el fin de reunir las investigaciones académicas sobre las tecnologías nucleares innovadoras, la transición energética, el almacenamiento de los residuos y todos los aspectos de la relación entre sociedad, naturaleza y tecnología nuclear.
Este programa es la continuación de las investigaciones realizadas desde 1997 en el marco del programa CNRS PACEN – Programme sur l’Aval du Cycle et l’Energie Nucléaire (Programa sobre el Aval del Ciclo y la Energía Nuclear).
Este programa nacional de investigación se inscribe en un marco definido: el de las exigencias de dos leyes, la ley n°2005-781 sobre la energía y la ley n°2006-739 sobre la gestión de los materiales y residuos radiactivos, así como del decreto n°2008-357 del 16 de abril de 2008 sobre las misiones del CNRS, del CEA y de la ANDRA. Fue concebido por los grandes colaboradores del sector nuclear y tiene como objetivo valorizar y sacar provecho del gran abanico de competencias del mundo académico (CNRS y universidades), desarrollar nuevas competencias en el marco de la investigación básica, reforzar las relaciones con los colaboradores, ayudando al mismo tiempo a la comunidad académica a desarrollar un análisis propio sobre el futuro del sector nuclear y de los programas de investigación asociados. Este análisis podría proporcionar una opinión experta en los debates relativos a la sociedad basándose en diferentes aspectos de esta fuente de energía tan particular: riesgos asociados, seguridad, organización social, gestión de los residuos, tecnologías del futuro, etc.
El desafío NEEDS garantiza la elaboración de programas científicos, de redes y de competencias diversas con el objetivo de hacer progresar la investigación para:

  • reducir la cantidad de residuos, optimizar el consumo de recursos y la gestión de materiales  valorizables, garantizando al mismo tiempo un refuerzo de la seguridad de las instalaciones,
  • mejorar el tratamiento de los residuos para reducir los volúmenes y los impactos medioambientales a corto y a largo plazo,
  • tener una mejor comprensión de los mecanismos moleculares y macroscópicos que provocan la inmovilización y el aislamiento de los radionúclidos en medio geológico poroso, sobre todo para reforzar la confianza en un almacenamiento,
  • adaptar los materiales para que puedan resistir mejor a las condiciones extremas de la producción de energía nuclear (temperatura, tensiones mecánicas, estanquidad, radiaciones, medio químico, etc.),
  • analizar detalladamente y de manera integrada el impacto medioambiental intensificando nuestra comprensión de las fijaciones y de las transferencias de los radionúclidos,
  • hacer que las transformaciones recientes del ámbito social, ético y político sean tomadas en cuenta en la investigación, sobre todo en el nuevo contexto originado por el accidente de Fukushima,
  • desarrollar la reflexión sobre las relaciones entre el conocimiento, la sociedad y la democracia


El desafío NEEDS se caracteriza por su aspecto interdisciplinario y se organiza alrededor de siete proyectos unificadores, que se basan en dos asociaciones de competencias.
Los proyectos unificadores se refieren a:
1. Los sistemas nucleares y previsiones
2. El tratamiento y el acondicionamiento de los residuos
3. Los medios porosos en la contención de los residuos
4. El impacto de las actividades nucleares sobre el medioambiente
5. Los recursos: minas, procedimientos, economía
6. Ciencias humanas y sociales: energía nuclear, riesgo y sociedad
7. Los materiales para la energía nuclea

Las asociaciones de competencias reúnen las  matemáticas aplicadas y la fisicoquímica/radiólisis. Están en la frontera entre investigación fundamental e investigación dedicada a la energía nuclear y constituyen el vínculo necesario entre el centro del programa NEEDS, pilotado conjuntamente por el CNRS y sus colaboradores, y los investigadores del CNRS que se encargan de desarrollar competencias más generales que las aplicadas a la energía.

4 - Nuevas tecnologías de producción, de reproceso y de almacenamiento
En Francia, en 2011, la producción de electricidad provenía en un 78% de la energía nuclear. En mayo de 2012, el Presidente francés recientemente elegido prometió disminuir esta cifra a aproximadamente un 50% para 2025-2030. Por otro lado, algunos expertos propusieron cómo acabar con la energía nuclear para 2033. En pocas palabras, el futuro del sector electronuclear francés todavía no está fijado. Igual que para el resto del mundo que, tras la catástrofe de Fukushima, cuestiona su dependencia al átomo. Pero algo sí es seguro: sea cual sea la trayectoria energética elegida, la industria nuclear tiene una única solución: innovar, para garantizar la seguridad de sus instalaciones y el abastecimiento de materias primas, reprocesar los combustibles usados y almacenar de manera duradera los residuos finales. En resumen, con el fin de hacer frente a todos los futuros posibles.

En Francia, el 80% del parque nuclear habrá cumplido 30 años en 2017. Así, la cuestión de su renovación se plantea de manera urgente. Eso explica por qué Francia está construyendo su primer EPR o reactor de tercera generación, en el emplazamiento de la central de Flamanville, en Baja Normandía. Aunque el EPR funciona según el mismo principio que los reactores de las generaciones anteriores, el principal argumento que está a su favor se refiere a las cuestiones de seguridad. Así, en un contexto marcado por el accidente de Fukushima, la tercera generación podría convertirse en el estándar para las próximas décadas.

Sin embargo, nada está grabado en piedra. La configuración del sector nuclear de mañana depende, en gran parte, de los recursos de uranio, que dependen ellos mismos de la evolución del parque mundial de reactores. Parece posible cubrir las necesidades en materias primas para los próximos 200 a 400 años con el parque actual. Al contrario, si se multiplica a nivel mundial el número de reactores por 5 para el año 2050, lo que los expertos consideran como posible, el sector electronuclear podría carecer de uranio antes del final del siglo.
Para paliar esta posible escasez, o simplemente evitar tensiones en el mercado del uranio, el foro internacional Generación IV, que agrupa a 13 socios (Argentina, Brasil, Canadá, China, Corea del Sur, Rusia, Francia, Japón, África del Sur, Suiza, Reino Unido, Estados Unidos, Unión europea) decidió elegir la vía de los reactores de cuarta generación para 2040. ¿Cuál es su interés? Contrariamente a los reactores de las generaciones anteriores, que consumen casi únicamente uranio 235, que solo representa el 0,72% del uranio natural, la generación IV saca provecho del uranio 238, que constituye más del 99% de la composición del uranio natural. E incluso del torio, otro elemento radiactivo muy abundante en el planeta. Así, el foro Generación IV decidió elegir seis conceptos entre los 120 que existen. Uno de ellos podría reemplazar el sector nuclear actual, que se basa en el uranio 235, antes del año 2100.

Además de esta cuarta generación, los especialistas del sector nuclear se interesan en la fusión. Por el momento, es solo teórica y los más optimistas piensan que no se podrá dominar antes de 40 años. Pero en principio, permite generar una energía nuclear más limpia, más segura, pacífica y tan duradera como podría ser la generación IV. Un sueño que justifica por qué sus promotores invierten medios colosales para lograr dominarla algún día. Tanto que algunos dicen que sería posible pasar directamente de la generación III a la fusión, sin pasar por la generación IV. La generación IV también tiene la ventaja de ofrecer una respuesta, aunque sea parcial, al problema de los residuos nucleares, y sobre todo, en un futuro mucho más próximo que el de la fusión. Efectivamente, como los reactores de cuarta generación utilizan neutrones de gran energía, podrían “incinerar” parte de los residuos más problemáticos del sector nuclear, es decir los que tienen una larga vida media y una gran actividad, los actínidos menores, en particular.

Sin embargo, aunque se llevan a cabo muchos estudios sobre la transmutación de estos actínidos, no es una solución avanzada para “deshacerse” de los residuos de la industria electronuclear. Francia, así como otros países, decidió elegir el enterramiento en capas geológicas profundas. Si dicha operación ve la luz algún día, aunque no empiece antes del 2025, mantendrá a los especialistas ocupados durante 100 años como mínimo, lo que demuestra que las nuevas tecnologías relativas al sector nuclear son más que nunca un tema de actualidad.

EPR: principio de una renovación del parque nuclear
Al igual que los reactores nucleares de la generación precedente, el EPR es un reactor de agua a presión. Consiste en un núcleo lleno de agua bajo presión de 155 bar, en el que barras de uranio enriquecido, es decir que contiene del 3 al 5% de uranio 235, se ven sometidas a un flujo intenso de neutrones hasta fragmentarse liberando así nuevos neutrones-lo que garantiza una reacción en cadena- y energía. La energía se evacua gracias al agua que ha calentado y permite la producción del vapor que alimenta una turbina para producir electricidad.
De esta forma, el EPR no constituye una ruptura tecnológica si se lo compara con lo que ya existe. Según dicen sus promotores, la novedad reside en su gran seguridad gracias a su sistema hermético y al refuerzo de su sistema de ayuda en caso de accidente. Los detractores del EPR opinan que es demasiado complejo. De esta manera, su rival directo, el americano AP-1000, es más simple y fácil de construir. Por otra parte, si el EPR pudiera convertirse, en un mundo post Fukushima, en la norma, en lo que se refiere a seguridad, algunos piensan aún que, pasar a la generación III de reactores es prematuro. El argumento que avanzan es que, mientras se espera a que llegue la generación IV, siempre es posible seguir con la explotación de los reactores de segunda generación ya que algunos consideran los más recientes como reactores de tercera generación.
Hoy en día, se están construyendo dos EPR en China, otro en Finlandia y el último en Francia, en el emplazamiento de la central de Flamanville. Su coste es de 6 mil millones de euros, o sea el doble de lo que se esperaba en un principio. Se prevé que se podrá usar el EPR de Flamanville en 2016.

Reactores rápidos ¿el futuro del sector nuclear?
Un reactor nuclear que puede generar su propio carburante: ¿locura de especialistas? No, es el principio del reactor generador, también llamado, reactor de neutrones rápidos. Con más precisión, es un corazón de plutonio que produce energía, pero se utiliza una parte de los neutrones emitidos durante las reacciones de fisión para bombardear el uranio 238 (isotopo más abundante de uranio) presente en el combustible.
Consecuencia: una transmutación de este elemento en uranio 239, en neptunio y, por último, en plutonio.
El Foro internacional generación IV ha aceptado varios conceptos de reactores generadores. Pero el más avanzado es, sin duda alguna, el reactor rápido enfriado con sodio, donde se utiliza este último como fluido termoportador, es decir, para enfriar el reactor. Un principio que ya se usaba con los reactores generadores del CEA y de EDF, Phénix y Superphénix, que se pararon respectivamente en 2009 y 1998. También se utiliza este sistema con Astrid, un reactor generador experimental que podría entrar en servicio en 2020.
¿Pero acaso los reactores rápidos de sodio son el futuro de la energía nuclear? Muchos acusan su increíble complejidad debido a la manipulación del sodio que es un líquido inflamable cuando entra en contacto con el agua o el aire. De esta manera, es discutible que sean más seguros que un EPR. Pero podrían volverse rentables si hay escasez de uranio o una elevación de su precio. Por eso a muchos países les interesa esta tecnología a menos que se desarrollen los reactores rápidos que se enfrían con gas o con plomo pero que tienen una tecnología mucho menos avanzada que la del sodio.

¿Podría el torio reemplazar al uranio?
Para casi toda la gente, el destino de la energía nuclear está ligado al uranio, irremediablemente. Pero se puede producir energía nuclear de otra manera, es decir, utilizando torio. ¿Qué tiene de particular este procedimiento? Se pone en práctica en los reactores llamados de sal fundida. De esta manera, su combustible no es sólido como en un reactor “tradicional”, sino líquido. Gracias a eso se puede adaptar la cantidad de material fisil que contiene el reactor a la demanda, y sobre todo a las normas de seguridad exigidas. Y si ocurre una urgencia, se puede vaciar con rapidez.
Además del torio, un reactor de sal fundida puede usar también uranio natural y plutonio. Pero los cálculos muestran que, en ese caso, es difícil volver a generar combustible y existen dudas sobre la solubilidad del plutonio.
Aunque no se haya construido aún un reactor que funcione con torio y produzca energía, este concepto interesa mucho a los especialistas del Foro internacional generación IV, ya que lo han escogido entre los seis procedimientos posibles para la energía nuclear de cuarta generación, de los cuales uno podría tomar el relevo de la generación a la que pertenece el EPR.
Otra ventaja de un reactor de torio es que consume todo tipo de residuos. Podría así incinerar los residuos llamados transuránicos del procedimiento actual, lo que no es seguro para los otros reactores de cuarta generación. Asimismo podría incinerar sus propios residuos al final de su vida útil, al mismo tiempo que los de los otros reactores de generación IV. Sin olvidar que el torio se encuentra en abundancia en estado natural. China se dio cuenta de estas ventajas ya que tiene la intención de proseguir por su propia cuenta los trabajos sobre los reactores de torio desarrollados sobre todo por investigadores franceses. Mientras tanto Francia, con una decena de especialistas que trabajan sobre este tema, parece, por el momento, desinteresarse del procedimiento.

La fusión
En cuanto a la fusión nuclear, no faltan los chistes en los laboratorios: “La fusión es la energía del futuro… ¡pero siempre lo será!”. De hecho, combina dos realidades. Mientras la fisión consiste en romper núcleos pesados, como el uranio, la energía de la fusión se genera cuando los núcleos atómicos livianos se unen formando un átomo más pesado, liberando partículas ultra energéticas. Una reacción que presenta todas las ventajas: implica átomos ligeros, en particular los isótopos de hidrógeno, entre los cuales el deuterio que se encuentra naturalmente en el agua marina. Casi no genera residuos peligrosos ni riesgos de proliferación. Además, es tan frágil que es físicamente imposible que un reactor de fusión se embale.
Pero en casi 60 años de investigación, nadie, hasta hoy, ha sido capaz de controlarla. Y con razón, ya que para lograrlo, hay que ser capaz de controlar un gas de deuterio y de tritio calentado a 150 millones de grados (se habla entonces de plasma), o sea 10 veces superior a la temperatura del núcleo del Sol, y mantenido en levitación por un campo magnético que genera parcialmente. Se necesitan también materiales capaces de resistir temperaturas nunca alcanzadas en la Tierra y flujos muy intensos de neutrones muy rápidos. Por último, hay que producir tritio, que no existe en estado natural, a partir de litio bombardeado por los neutrones del reactor mismo. A partir de 2027, el reactor experimental ITER, actualmente en construcción en el sitio del CEA en Cadarache, Francia, permitirá a los especialistas comenzar a aprender a controlar la estabilidad de un plasma de fusión. Sin embargo, este coloso de 15 mil millones de euros solo será un primer paso hacia la fusión. La próxima etapa tendrá lugar en Japón en 2033 con otro reactor experimental denominado DEMO, y a continuación con PROTO, primer prototipo de lo que podría ser un reactor de fusión industrial. Solo entonces quizás se podrá considerar la fusión com+++o el futuro de la energía nuclear.

GUINEVERE: hacia la transmutación de los residuos
Entre los residuos de la industria nuclear, los más problemáticos son los actínidos menores. Por una parte, contribuyen considerablemente a la emisión térmica del combustible irradiado. Por otra parte, algunos siguen teniendo una actividad por miles de años. Para tratarlos, por ejemplo, se considera transmutarlos, es decir transformarlos en elementos menos radiactivos y/o radiactivos por menos tiempo. Para ello, una solución podría ser la creación de un reactor nuclear especialmente concebido para “incinerar” los actínidos.
Ante esta perspectiva, los investigadores del Centro de Estudio de la Energía Nuclear de Bélgica, en colaboración con el CNRS y el CEA, concibieron el reactor GUINEVERE. Su particularidad es que lo pilota un acelerador de partículas. De manera más precisa, el núcleo de GUINEVERE, llamado subcrítico, es incapaz de mantener por sí mismo una reacción nuclear en cadena. Así, es un acelerador que le proporciona del exterior el excedente de neutrones necesarios para el mantenimiento de la reacción.
GUINEVERE solo es una maqueta de investigación cuya potencia es casi nula. Permite la creación de procedimientos cuya función es supervisar y controlar el funcionamiento de futuros reactores (pilotados mediante un acelerador), como MYRRHA, un modelo de potencia intermedia que podría funcionar en 2023. Claro que la ley de 2006 relativa a la gestión sostenible de las materias y de los residuos radiactivos no considera recurrir a la transmutación antes de 2040, si se selecciona esta opción. Pero los avances obtenidos gracias a GUINEVERE y a MYRRHA habrán permitido hacer la demostración de la viabilidad del concepto.

Almacenamiento geológico de los residuos: ¿una solución a largo plazo?
La ley de 2006 relativa a la gestión sostenible de materias y residuos radiactivos designó el almacenamiento en formación geológica profunda como solución de referencia para “la evacuación definitiva” de los residuos altamente radiactivos y de larga vida. Así, desde el año 2000, Francia ha montado un laboratorio subterráneo, en Bure, en el departamento francés de la Mosa, para estudiar la factibilidad de tal proyecto, particularmente las propiedades de confinamiento de la formación geológica de arcilla ubicada a 500 metros bajo la tierra. Según la conclusión de la ANDRA en un informe entregado al gobierno francés en 2005, el principio funciona.
Así, si el debate público previsto en 2013 concluye a favor del enterramiento, los primeros “paquetes” radiactivos deberían soterrarse en el sitio de Bure a partir de 2025. Según los científicos, la humedad necesitará 1000 años para corroer los contenedores en los cuales están encerrados los residuos radiactivos en forma de vidrio. A partir de ese momento, el agua subterránea debería empezar a corroer ese vidrio. Pero lo haría de manera tan lenta que no se debería liberar ningún radioelemento en la capa de arcilla antes de 100.000 a 200.000 años, capa en la cual se difundirían a muy baja velocidad.
Aunque siguen existiendo incertidumbres científicas, no se prevé el sellado definitivo de las galerías del sitio de Bure antes de 2125, lo que deja tiempo para reflexionar. Sin embargo, parece bastante claro que será imposible legar la memoria de estos sitios contaminados a las generaciones futuras por centenas de millares de años. A título de comparación, hemos perdido el significado de los megalitos de Stonehenge que no tienen más de 5 000 años. Sin embargo, hoy en día, se considera el enterramiento como la solución menos mala.


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