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RESIDUOS

 

La peligrosidad de los residuos radiactivos depende de la naturaleza de sus isótopos y de su actividad. El proceso de desintegración de los isótopos radiactivos conlleva a la disminución de su peligrosidad con el tiempo; los isótopos con períodos de desintegración cortos después de ciertos meses pueden llegar a ser prácticamente inactivos.

Si se les clasifica por el período de semidesintegración de los isótopos los residuos pueden ser:

  • RESIDUOS DE VIDA MUY CORTA: Cuando sus niveles de radiación llegan a ser muy bajos al cabo de meses o pocos años. Contienen isótopos con períodos de semidesintegración máximo de unos 90 días.
  • RESIDUOS DE VIDA CORTA: Cuando sus niveles de radiación llegan a ser no significativos en un período de 200 a 300 años. Tienen isótopos con períodos de semidesintegración de 30 años.
  • RESIDUOS DE VIDA LARGA: Cuando tienen cantidades significativas de isótopos con períodos de semidesintegración superiores a 30 años. Estos residuos por lo general se denominan alfa y los demás son residuos beta-gamma.

También se pueden clasificar de otras formas: residuos sólidos, líquidos y gaseosos o residuos compactables, incinerables, metálicos, etc.

Si se les clasifica basándose en sus propiedades radiactivas, como por ejemplo su actividad específica, se llamarían:

  • RESIDUOS DE ALTA ACTIVIDAD: Son los residuos líquidos acuosos generados en el primer ciclo de la extracción de la etapa de reelaboración de los combustibles gastados. POr su alto contenido radiactivo genera grandes cantidades de calor que obliga a mantenerlos adecuadamente refrigerados.
  • RESIDUOS DE MEDIA ACTIVIDAD: Tienen actividad y potencia calorífica menor que los residuos de alta, pero requieren blindaje para manipulación y transporte.
  • RESIDUOS DE BAJA ACTIVIDAD: Son aquellos que no requieren blindaje para manipulación y transporte pero deben confinarse en sistemas de confinamiento que eviten su dispersión al igual que los demás.

 

TRATAMIENTO

 

Es importante tratar adecuadamente los residuos radiactivos debido a su potencial peligrosidad y evitar que se encuentren en el medio ambiente en cantidades que puedan considerarse peligrosas.

Existen dos alternativas desde el punto de vista técnico:

  • Dilución del material radiactivo y dispersión en el medio ambiente sin provocar un aumento inadmisible de su radiactividad natural.
  • Aislamiento y confinamiento del material radiactivo para evitar su emigración al medio ambiente en cantidades no admisibles.

La estrategia para la gestión de residuos radiactivos sería la siguiente:

 

Para que se puedan llevar los residuos al medio ambiente se necesita que éstos sean de muy baja actividad y también de un medio dispersor adecuado que garantice una homogeneidad rápida en la dispersión, lo que es posible en el caso de los residuos líquidos si se dispone de un río, lago o mar adecuados y, en el caso de residuos gaseosos, si se dan condiciones adecuadas de velocidad y dirección del viento.

El aislamiento y confinamiento se logra situando entre los residuos y el medio ambiente barreras que impiden, disminuyen o retardan la migración. La acción combinada del decaimiento y frenado de las barreras permiten limitar la presencia radiactiva a valores aceptables.

Debido a que el estado sólido es el que presenta menor movilidad se realizan procesos en los que los componentes radiactivos quedan incluidos en un bloque monolítico de buenas características. Esta operación se llama solidificación o inmovilización y conduce a la denominada barrera química. Al final del proceso el bloque queda introducido en un contenedor que, actuando como una verdadera barrera física, impide el contacto directo entre los componentes del residuo y su entorno exterior reduciendo sus psibilidades de dispersión.

La tercera barrera se llama barrera de ingeniería, está constituida por las obras de ingenería realizadas (estructuras, blindajes, materiales adsorbentes- absorbentes, etc) en el lugar donde se sitúan de forma definitiva los residuos para evitar al máximo su velocidad hacia el medio ambiente.

La cuarta barrera se llama barrera geológica y está constituida por la parte de la corteza terrestre donde se ubican los residuos; estos lugares se seleccionan por cumplir un mínimo de especificaciones que garantizan la estabilidad geológica del emplazamiento, la ausencia de agua en cantidades no soportables y, en ocasiones, proporcionan un mínimo de capacidad de intercambio iónico que frena la velocidad de los componentes radiactivos hacia el medio ambiente.

La estrategia de las barreras se aplica a todos los tipos de residuos, aunque la calidad puede ser diferente y depende de la peligrosidad de cada tipo de residuo.

La seguridad global de los almacenamientos se basa en la acción conjunta de todas las barreras.

Todas las operaciones deben ser diseñadas con el fin de obtener un producto final, residuo inmovilizado y envasado para su almacenamiento definitivo, que cumpla las especificaciones mínimas requeridas en función del almacenamiento previsto. El residuo que cumple con estas especificaciones se llama residuo acondicionado.

Técnicamente la gestión de los residuos radiactivos conlleva la realización de una serie de operaciones de ingeniería distribuidas en varias fases: Segregación de los residuos, almacenamiento previo, tratamiento, solidificación o inmovilización, envasado, almacenamiento temporal del residuo acondicionado y evacuación o almacenamiento definitivo.

 

TÉCNICAS DE TRATAMIENTO:

Tienen como objetivo la división del residuo original en dos partes:

  • Fracción descontaminada, con volumen lo más próximo posible al residuo original y una actividad tan baja que permita su evacuación o reutilización.
  • Fracción concentrada, de volumen pequeño comparado con el original y con un contenido radiactivo próximo al del residuo original.

El tratamiento de residuos se realiza mediante operaciones clásicas de ingeniería industrial, adaptadas para operación a distancia. en general una operación completa de tratamiento puede comportar la realización de dos o más operaciones individuales de tratamiento.

La eficacia de una determinada operación de tratamiento se puede cuantificar mediante:

  • El factor de descontaminación, definido como la relación entre la actividad del residuo original y la de la fracción descontaminada.
  • El factor de reducción de volumen, definido como la relación entre el volumen del residuo original y el de la fracción concentrada.

 

TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS:

Las principales técnicas de tratamiento son las de descontaminación, las de reducción de tamaño, compactación, incineración y fundición de metales.

  • Reducción de tamaño: Una forma específica es la trituración. Se emplea como una operación previa a la incineración, obteniéndose sólidos de tamaño adecuado que se pueden alimentar fácilmente. También se emplea como fase previa a la compactación para disminuir la expansión al cesar la fuerza de compresión.
  • Compactación: Es una técnica con la que se consigue concentrar la actividad en un volumen menor, reduciendo éste por medios mecánicos sin originar una fracción descontaminada. Durante la compactación se produce la liberación más o menos violenta del aire contenido, con el consiguiente riesgo de producir aerosoles, razón por la que es recomendable que el equipo se instale en un recinto cerrado.
  • Incineración: Técnica utilizada en el tratamiento de residuos sólidos y líquidos combustibles, en la que se produce una reducción en volumen y peso de los residuos y, en muchos casos, se reduce el riesgo de origen químico que tienen los residuos. Aquí la fracción descontaminada del residuo son los gases de combustión que previo tratamiento se descargan en la atmósfer y la fracción concentrada está constituida por las cenizas del proceso.
  • Fundición de metales: En la técnica de sales fundidas los residuos se queman con aire en una mezcla de carbonato y sulfato sódico fundidos, pudiéndose admitir gran variedad de residuos. Se puede usar como un proceso de tratamiento de descontaminación de residuos metálicos para conseguir su gestión convencional, su reciclado en usos restringidos o como método de reducir el volumen de los residuos a gestionar.

 

TRATAMIENTO DE RESIDUOS LÍQUIDOS:

Se basa en la combinación de operaciones de filtración, centrifugación, precipitación química, intercambio iónico y evaporación.

  • Filtración y centrifugación: Con ellas se separa la materia sólida en suspensión o sedimentada presente en los residuos líquidos. Se utilizan previamente al cambio de ion para evitar la comatación del lecho y en evaporación para reducir el desgaste por abrasión y la formación de focos de precipitación; también para mejorar la eficacia de los procesos de sedimentación después de un proceso de precipitación y, antes de la evacuación de fracciones líquidas, aseguran que no se descargan partículas sólidas que pueden contener contaminación radiactiva.
  • Precipitación química: Se basan en que la mayor parte de los radionucleidos pueden quedar incluidos en sólidos insolubles, formando parte de un pecipitado químico o coprecipitado o ser absorbidos por un compuesto insoluble que se forma de la disolución y arrastra las partículas en suspensión.

Las principales reacciones utilizadas en el tratamiento de residuos líquidos radiactivos son:

  1. Precipitación de carbonato cálcico
  2. Precipitación de hidróxido de hierro o aluminio
  3. Precipitación de fosfato de hierro o calcio
  4. Precipitación de sulfato de bario
  • Intercambio iónico: es un método de tratamiento de líquidos que concentra la radiactividad en un pequeño volumen de resina que se puede manejar con relativa facilidad, habiendo sido la primera técnica utilizada en el campo nuclear. Es útil para la descontaminación de residuos radiactivos de baja y media actividad con un contenido en sólidos en suspensión menor de 4 ppm, un contenido total en sale menor de 2 g/l y ausencia de actividad en forma no iónica.
  • Evaporación: Es el proceso más utilizado para el tratamiento de residuos líquidos radiactivos. Conduce a buenos factores de descontaminación y reducción de volumen. Puede presentar problemas de la corrosión, formación de incrustaciones y espumas.

 

TRATAMIENTO DE RESIDUOS GASEOSOS:

Se debe distinguir entre aquellos que contienen isótopos radiactivos en forma gaseosa y el aire u otras corrientes gaseosas conteniendo partículas contaminadas en suspensión.

La filtración es un método adecuado para retener las partículas sólidas o líquidas en suspensión en una corriente gaseosa, utilizándose como método preventivo contra la dispersión incontrolada de radiactividad a través de los sistemas de ventilación de las instalaciones. Se emplean filtros absolutos de alta eficacia (HEPA) capaces de retener más del 99.99 por 100 de las partículas de 0.3 micrómetros.

Los procesos criogénicos permiten la separación de los distintos componentes de una mezcla de gases, por las diferencias existentes en sus tensiones de vapor después de haber sido licuados a temperaturas próximas al cero absoluto.

El yodo se puede absorber químicamente con disoluciones alcalinas y con compuestos fluorocarbonados se pueden absorbe seectivamente Kr, Xe, dióxido de carbono y NOx.

 

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