Se cumplen 30 años del lanzamiento del programa RERTR para reducir el uso de uranio altamente enriquecido en los reactores de investigación. Esta iniciativa se enmarca en las acciones para evitar la proliferación de armas nucleares. Un experto argentino de la Agencia Internacional de Energía Atómica habla sobre el presente y el futuro de este proyecto.

(29/01/08 – Agencia CyTA-Instituto Leloir- Por Verónica Engler) – En 1978 el Departamento de Energía de Estados Unidos lanzaba un programa cuyo objetivo era eliminar el uso civil de materiales susceptibles de ser utilizados con fines bélicos, como el uranio altamente enriquecido (HEU, por sus siglas en inglés) que se usa en los reactores nucleares de investigación. De esos reactores se obtiene neutrones que se emplean en análisis químicos para muestras ambientales, aplicaciones médicas (fundamentalmente para diagnóstico y tratamiento de cáncer) y la obtención de diferentes radioisótopos para uso industrial y en investigación.

La idea no era inhabilitar la actividad de este tipo de reactores, sino sustituir el HEU por uranio de bajo enriquecimiento (LEU, por sus siglas en inglés), un combustible que no puede ser utilizado en explosivos nucleares.

El programa –llamado Reduced Enrichment for Research and Test Reactors (RERTR)– se enmarcó en las diferentes políticas de no proliferación de armas nucleares, encaradas en la década del ´70 por dos cuestiones fundamentales: el auge de movimientos terroristas en todo el mundo y el intento de algunos países de desarrollar sus propias bombas nucleares.

Para lograr este objetivo es necesario producir nuevos combustibles con LEU y también remozar los reactores: dos desafíos científicos que abren un gran negocio para las naciones que se involucren con estos temas.

Hoy, a treinta años de su lanzamiento y tras los atentados perpetrados el 11 de septiembre de 2001 en los Estados Unidos, la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA, por sus siglas en inglés) junto a los países que participan del RERTR (entre los que se encuentra la Argentina), se proponen minimizar el empleo de uranio de alto enriquecimiento (HEU) lo máximo que sea posible en los usos pacíficos de la energía nuclear antes del año 2018.

La Agencia CyTA se comunicó con el argentino Pablo Adelfang, líder del Grupo de Reactores de Investigación de la IAEA. En la entrevista, este químico egresado de la Universidad de Buenos Aires que se desempeñó durante varias décadas en la Comisión Nacional de Energía Atómica, analiza lo hecho hasta el momento por el programa RERTR y cuenta los planes para los próximos años.

-¿Es factible eliminar el uranio altamente enriquecido (HEU) de los usos pacíficos de la energía nuclear?

La eliminación total del HEU en usos civiles es factible en la mayoría de los casos, pero hay usos muy reducidos para los cuales la utilización de este tipo de uranio es necesaria. Hay reactores muy específicos que no se pueden convertir (para que funcionen sin este material), como los que usan combustible de máxima densidad, preparados con uranio de alto enriquecimiento. Son muy pocos, pero los hay. Por eso el propósito es minimizar su uso (de uranio altamente enriquecido) en la medida de lo posible. A veces, se puede decidir cerrar el reactor si el mismo deja de tener un propósito científico o industrial y si el país que opera ese reactor está de acuerdo con ello, ya que todo el proceso de minimización de los usos civiles del HEU es voluntario. Usar HEU en un reactor no convierte al país en un criminal. Es un uso legítimo, pero no conveniente. Pero el hecho de utilizarlo no implica que se esté fuera de la ley. Los argentinos, por ejemplo, hasta hace poco usábamos HEU en el reactor de Bariloche (RA6).

-¿De dónde provienen los fondos para el programa RERTR?

Los fondos están manejados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Pero la agencia que maneja el RERTR es la Nacional Nuclear Security Administration (NNSA). El RERTR dejó de ser un programa aislado porque todas las iniciativas para minimizar el contenido de HEU se engloban en un programa más grande que se llama Global Threat Reduction Initiative (GTRI), que es la Iniciativa para la Reducción de la Amenaza Global.

-¿De qué manera se trabaja para minimizar el uso de HEU?

La minimización se ataca de diversas maneras, una de ella, convirtiendo los reactores de investigación de HEU (uranio altamente enriquecido) a LEU (uranio de bajo enriquecimiento). La otra forma es retornando el material de alto enriquecimiento, ya sea combustible fresco (que no fue quemado en el reactor), o combustible quemado, usado o gastado al país de origen, que es aquel país donde el material fue enriquecido originalmente. El material que no se puede retornar hay que asegurarlo, reforzando las medidas de seguridad en los lugares en donde se mantiene.

-¿Cómo son los programas de retorno?

Los programas de retorno de combustible son dos, que también trabajan bajo el GTRI. Uno de los programas retorna combustible que fue enriquecido en los EEUU a ese país. Y el otro programa está diseñado para retornar combustible fresco y gastado a la Federación Rusa, es combustible de países que le compraron combustible a la antigua URSS o a la presente Federación Rusa. Estos dos programas funcionan independientemente – con el apoyo de la IAEA– y están muy activos en el momento actual.

-¿Qué hacen EE.UU. y la Federación Rusa con el combustible que vuelve?

Hay dos diferentes caminos. En EE.UU., por el momento, el combustible es almacenado en dos instalaciones: la instalación de Savannah River y el Idaho National Laboratory. Son almacenados mientras se espera la decisión definitiva sobre el destino final, que todavía no se conoce. Esto para el combustible gastado, el combustible fresco, obviamente, no requiere ningún tratamiento especial, es un material que se puede re usar y volver a convertir en combustible.

-Pero ¿eso sigue siendo uranio enriquecido?

Sí, pero le bajan el enriquecimiento para que se convierta en LEU. Si es HEU lo diluyen con uranio natural o uranio empobrecido para reducir el enriquecimiento, de manera que el enriquecimiento de este material sea menor que el 20 por ciento. En la Federación Rusa, hasta ahora, hubo dos transportes de combustible quemado, pero hay muchos más programados para el futuro cercano. Uno fue desde Uzbekistán y el otro fue muy reciente, en diciembre de 2007, desde la República Checa. Los combustibles quemados que vuelven a la Federación Rusa van a una planta de reprocesamiento que se llama Mayak, donde se someten a un proceso por el cual el uranio y el plutonio son recuperados y los productos de desecho son vitrificados (para disposición final hasta que decaiga su radioactividad).

-¿Cómo es la técnica de reprocesamiento para reciclar combustible gastado?

Ese combustible gastado tiene plutonio, el uranio que no se quemó, y tiene los productos de la fisión del uranio, que son muy radiactivos. Durante el reprocesamiento se separan todos estos elementos. Los productos de fisión son vitrificados, guardados en una matriz de vidrio que lo almacena en la planta de reprocesamiento por 20 o 30 años y luego serán destinados a un repositorio geológico profundo donde quedan almacenados permanentemente hasta que decaen, luego de varios miles de años, hasta alcanzar la radioactividad natural. El uranio y el plutonio de estos combustibles enviados a Rusia, van a quedar ahí, y Rusia los va a usar nuevamente en la fabricación de nuevo combustible nuclear. Los productos de fisión vitrificados pueden quedar en Rusia o pueden volver al país de donde partieron, dependiendo del contrato que hayan firmado con la Federación Rusa.

-¿Cómo es el proceso de conversión de un reactor de HEU a LEU?

Depende del reactor, pero requiere de una adecuada programación. Cuando se convierte un reactor se quiere, primero, minimizar el costo; segundo, que el reactor no disminuya sus prestaciones, o si las disminuyera que sea muy poco; tercero, que funcione igual de bien o mejor que antes; cuarto, no afectar para nada la seguridad. La quinta condición es tener disponible un combustible para poder convertir ese reactor.

-¿Cuáles son los planes a futuro para el programa RERTR?

Hasta el 2018 se espera convertir 129 reactores que funcionan con HEU (uranio altamente enriquecido) a LEU (uranio de bajo enriquecimiento). Hay más reactores funcionando con HEU, entre ellos un pequeño número no se pueden convertir y en los demás casos todavía no se ha determinado la factibilidad de la conversión. Los reactores funcionando con HEU son alrededor de 190. Cada uno de esto reactores tiene un promedio de 5 kilos de HEU en el núcleo. Al momento actual, de estos 129 reactores 55 ya fueron convertidos desde el comienzo del programa (1978).

-¿Esto significa que piensan convertir muchos más en la década siguiente que en las tres décadas precedentes?

Exactamente, es una aceleración del programa. En particular, se han convertido por año muchos más reactores desde que el programa empezó a recibir fondos más adecuados, después de los atentados del 11 de septiembre de 2001, que en todo el período anterior. 55 reactores ya fueron convertidos, otros 43 pueden ser convertidos con combustibles que existen en este momento y que ya están calificados (aprobados). Para poder convertir los otros hace falta calificar nuevos combustibles, para lo cual se está trabajando intensamente.

-¿Qué porcentaje de reactores que están en funcionamiento en la actualidad están convertidos y cuáles no?

En el mundo están operando en total alrededor de 250 reactores. Existe un número equivalente de reactores que no están operando; algunos de ellos también tienen HEU.

-¿Qué se hace con los reactores que no están operando?

Están en stand-by, pero no fueron sacados de servicio. Se pueden seguir dos caminos: ponerlos nuevamente en servicio o proceder a la clausura final. Pero algunos de esos reactores funcionaban con HEU y se genera una gran preocupación cuando ese combustible se encuentra todavía en el sitio del reactor. Los reactores que están parados con HEU también deben ser convertidos o el combustible debe ser devuelto al país de origen.

-¿Cuáles son los países que todavía no se involucraron con este programa?

Yo diría que prácticamente todos los países están de una manera u otra involucrados. Hay consenso internacional, pero la conversión es voluntaria. La IAEA apoya en la conversión a aquellos países que solicitan asistencia, pero el proceso es completamente voluntario y para nada compulsivo.

-¿Cuáles son las naciones que en este momento están involucradas en la producción de nuevos combustibles?

Hay un grupo internacional que trabaja cooperativamente en el desarrollo de combustible de muy alta densidad, en el que la IAEA funciona como observador. Los países que trabajan en este grupo son: Argentina, Rusia, EE.UU., Alemania, Francia, Canadá y la República de Corea.

-¿Ya está calificado (aprobado) a nivel mundial el Uranio Molibdeno?

No. Hay dos tipos de uranio molibdeno: uno que se llama disperso, que está cerca de ser calificado; y el otro es el monolítico, el de máxima densidad, que se usaría para convertir a aquellos reactores muy exigentes. Todavía se están resolviendo problemas de fabricación. Se ha avanzado mucho, pero los nuevos combustibles no van a estar calificados hasta el 2010.

-¿Los reactores que se convierten tienen un combustible apto para hacerlos funcionar?

Sí. Hay reactores que se pueden convertir con los combustibles que existen hoy en día. De los 129 que son los que el programa RERTR considera que se pueden convertir, 28 están a la espera de que se terminen de desarrollar combustibles de muy alta densidad, pero siguen usando HEU. Por eso se está tratando de calificar estos otros combustibles rápidamente. Se ha progresado muchísimo y Argentina tiene un papel líder en este campo, está muy bien posicionada desde el punto de vista internacional.

RECUADRO

URANIOS

El uranio (U) natural es un metal muy denso constituido por tres isótopos: U 238 –que es el más abundante en la naturaleza–, U 235 y U 234. De todo el uranio existente, más del 99 por ciento corresponde al U 238.

El isótopo 235 es el que, bombardeado con neutrones, se fragmenta en dos partes casi iguales con liberación de neutrones y de enorme cantidad de energía. De esto resulta la fisión nuclear, una reacción en cadena de proporciones inmensas, que permite la aparición de otros elementos a partir del uranio.

El uranio de alto enriquecimiento (HEU, por sus siglas en inglés) es el que se obtiene al realizar una combinación que contenga más del 90 por ciento de U 235. Con apenas 18 kilogramos de esta sustancia se puede fabricar una bomba atómica. En cambio, el uranio de bajo enriquecimiento (LEU, por sus siglas en inglés) está formado con menos del 20 por ciento del isótopo 235. Con este tipo de material, se dificulta la realización de un arma de destrucción masiva porque se requiere una enorme cantidad de combustible. Para enriquecer el uranio se somete al metal a algún proceso, químico o físico, que aumente la proporción del isótopo 235. Por ejemplo, se puede filtrar para retener la parte de uranio 235 y descartar el resto, que es uranio empobrecido.

A comienzos de este siglo la Argentina se convirtió en el primer país del mundo en eliminar el uso de HEU en la fabricación de molibdeno 99 de fisión, que es uno de los más importantes radioisótopos de uso medicinal.