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Sobre el Plutonio encontrado en Fukushima

escrito por Manuel Fernández Ordoñez 30 marzo, 2011

Los técnicos que están trabajando día y noche en la maltrecha central nuclear de Fukushima hicieron varios análisis de tierra en el interior del perímetro de la propia central. Estos análisis se realizaron los días 21 y 22 de marzo y en algunos de ellos se encontraron trazas de plutonio. Vamos a intentar arrojar algo de luz sobre este tema y, para ello, intentaré separar los hechos indiscutibles de las hipótesis u opiniones personales que yo pueda tener. Se desprende, dados los comentarios a los últimos artículos que he escrito, que muchos lectores no son capaces de distinguir cuando un dato es objetivo y cuando es una opinión del autor (es decir, mía). Alguno ha escrito, incluso, que un comentario personal al final de un artículo invalida toda la discusión del mismo, como si una opinión pudiera convertir en falsos unos datos objetivos. Entiendo que a muchos les gustaría que un servidor no tuviera opiniones, sobre todo cuando son opuestas a las suyas, pero va a ser que no. Así que para esos lectores identificaré claramente cuando hablan los datos y cuando hablo yo. Al resto, los que entienden la diferencia entre un método hipotético-deductivo falsable y el mero marujeo les pido disculpas por adelantado. Al lío.

[MODO TÉCNICO ON] El plutonio es un elemento que no existe en la naturaleza (esto en realidad no es cierto, porque en el pasado hubo reactores nucleares naturales y en ellos hay plutonio, pero para esta discusión lo dejaremos así). Al no existir de forma natural, se deduce que el plutonio que se detecta en el fondo radiactivo en nuestro planeta ha sido originado y “desperdigado” por nosotros, los humanos. ¿Cómo hemos esparcido ese plutonio por la faz de la Tierra? Pues con la bomba de Nagasaki y, sobre todo, con las pruebas atómicas atmosféricas durante un montón de años. Esto hace que si uno va a Japón y recoge un kilogramo tierra y lo analiza, encontrará una pequeñísima parte de plutonio. Esto no es debido al accidente de Fukushima, hubieras encontrado plutonio en cualquier análisis anterior al 11 de Marzo, día del terremoto y tsunami.

El plutonio tiene un origen humano y se genera en el interior de los reactores nucleares, es decir, es un producto de las propias reacciones que tienen lugar en los núcleos de los reactores. Hay plutonio en todos los reactores de agua ligera del mundo, en TODOS. Hay, por tanto, plutonio en todas las piscinas de combustible usado de todas las centrales del mundo, en TODAS. En el combustible usado de un reactor nuclear, con un grado de quemado medio, podemos encontrar distintos isótopos del plutonio. Hemos hecho unas simulaciones de quemado de combustible y podemos mostraros una estimación de la composición isotópica aproximada del plutonio en un combustible usado típico:

Porcentaje de cada uno de los isótopos del plutonio con respecto a la cantidad de plutonio total en un combustible nuclear con un grado de quemado medio. Fuente: Simulaciones propias.

[MODO OPINIÓN PERSONAL ON y OFFTOPIC] Ya lo he dicho muchas veces en el pasado pero no me importa repetirlo. Esta tabla demuestra, una vez más, que con el plutonio que se saca de una central nuclear no se puede hacer directamente una bomba. La gente no se cansa de escribir que sí, pero no. Como norma general, los isótopos pares no fisionan, lo hacen únicamente los impares (por eso el combustible de una central nuclear es el uranio-235 -que es impar- y no el uranio-238 -que es par-). Las bombas se hacen con plutonio-239, pero el que sacas de un combustible gastado está muy contaminado con isótopos pares como plutonio-238, plutonio-240 y plutonio-242 que lo hacen inservible para una reacción en cadena explosiva. Las bombas se hacen con reactores específicos destinados a tal efecto. Dedicarte a separar el plutonio-239 del resto de plutonios es una tarea extraordinariamente complicada y TOTALMENTE estúpido si quieres hacer un bomba. Ya es difícil separar el uranio-235 del uranio-238 y solo son dos isótopos, ¡cómo para separar los del plutonio que son 5! Hay otros métodos mucho más sencillos que son los que siempre se han usado. El que tenga interés que busque en la Wikipedia “Hanford Site” y que lea. La mitad será mentira pero algo sacará en claro. Lo repetiré una vez más: No se usan los reactores nucleares civiles de producción eléctrica para hacer bombas, el plutonio que sale de ellos no sirve. [MODO OPINIÓN PERSONAL OFF]

[MODO TÉCNICO ON] Como decía al principio, en Fukushima tomaron en días anteriores 5 muestras de tierra dentro de la central nuclear. En 2 de esas muestras encontraron trazas de plutonio-238 (y en todas plutonio-239 y 240). Los valores obtenidos fueron los siguientes:

Resultado de las medidas oficiales de plutonio en 5 muestras en el interior del recinto de la central nuclear de Fukushima Dai-ichi. Fuente: Informe oficial de TEPCO y NISA.

Lo primero que hay que decir a la luz de estos datos es que las cantidades encontradas son muy, muy, muy pequeñas. En ningún momento pueden representar un riesgo para la salud de nadie y se detectan porque los umbrales de detección de los aparatos que tenemos son muy pequeños. Si vas a Palomares (Almería) las cantidades de plutonio son mucho, muchísimo mayores [MODO PERSONAL ON] y la gente vive allí tranquilamente (algunos hasta se bañaron tranquilamente y siguen siendo Senadores hoy) [MODO PERSONAL OFF]. Las cantidades encontradas en Fukushima, de hecho, son tan pequeñas que son comparables al fondo radiactivo habitual que pudieras haber medido en cualquier ciudad de Japón hace un mes. Surge entonces la duda ¿Ese plutonio es entonces “herencia” de la bomba de Nagasaki y de las pruebas atómicas o viene, en realidad, del accidente de Fukushima? ¿Cómo saberlo? ¿Cómo distinguirlo? Pues la idea es muy sencilla y se basa en dos puntos: 1) Las bombas atómicas son muy ricas en plutonio-239 y no tienen apenas plutonio-238 ni plutonio-240. 2) El plutonio-238 tiene un periodo de semidesintegración de 88 años, mientras que el plutonio-239 lo tiene de 24.000 años. Esto quiere decir que el plutonio-238 “desaparece” mucho más rápido que el plutonio-240 y esto debe hacerse patente en las medidas. Antes de seguir con el razonamiento conviene aclarar que, cuando se realizan medidas de este tipo, el plutonio-239 es indistinguible del plutonio-240. Esto es así porque el método de medida se basa en la energía de la partícula alfa que emiten ambos núcleos y esa partícula tiene casi la misma energía en ambos casos. Los métodos de medida no son capaces de diferenciarlas y es por eso que lo que mides, en realidad, es la suma del plutonio-239 y el plutonio-240 (por eso en la tabla de medidas aparecen juntos).

Ahora bien, en el fondo radiactivo de Japón, cuando se hacían análisis de tierra, si se dividía la actividad producida por el plutonio-238 entre la actividad producida por la suma del 239 y el 240 salía una valor en torno a 0,026 (implicando que había mucho más 239 y 240 que 238). Pueden ustedes hacer ese cociente en el caso de las medidas obtenidas en las tierras de Fukushima. En la muestra 1 nos sale 0,54/0,27=2,0 y en la muestra 5 nos sale 1,8/1,9=0,95 (obviando las incertidumbres en las medidas). Como vemos, estos cocientes son mucho mayores que el 0,026 que habitualmente se encontraba en Japón. ¿Qué significa esto? ¿Qué implica? Pues que hay mucho más plutonio-238 en comparación con el que había antes (en relativo al 239 y 240). Es decir, ese plutonio-238 ha sido generado, es “fresco”, no es el que había históricamente en el fondo radiactivo. Se escapa de la pretensión de este artículo explicar los detalles, pero mediante simulaciones hemos calculado los cocientes de actividades de los plutonio-238 y plutonio-239 y 240 para un combustible usado y, según los grados de quemado del combustible, obtenemos valores compatibles con los medidos por los técnicos en Fukushima. Obtenemos valores, en cualquier caso, muy superiores al 0,026 del fondo radiactivo en Japón, indicando que lo más plausible es que  el plutonio observado sea de creación reciente.

[MODO HIPÓTESIS ON] La cuestión ahora es la siguiente ¿de dónde viene ese plutonio? Obviamente, lo más plausible es que venga del accidente de Fukushima, pero ¿de dónde exactamente? Únicamente puede venir de dos sitios: 1) Del interior de uno de los reactores 1, 2 y 3 (o de todos). 2) Del interior de alguna de las piscinas de combustible usado de las unidades 1, 3 y 4 (o de todas, la 2 está descartada). Ahora mismo, con los datos que tengo, me resulta altamente improbable que ese plutonio (en cantidades ridículas) venga del interior de alguno de los reactores. Mi hipótesis principal es que viene de alguna de las piscinas de combustible usado, principalmente la 3 ó la 4. Recordemos que ambos edificios (junto con el 1) sufrieron explosiones de hidrógeno que derribaron totalmente el techo de los mismos. Las piscinas de combustible se quedaron a la intemperie (lo cual no es un problema en sí mismo, porque el agua blinda perfectamente la radiación, para eso está). El problema surgió cuando, al quedarse sin sistema de refrigeración, la temperatura en las piscinas comenzó a subir y el agua comenzó a evaporarse. En alguna de ellas es posible que el agua alcanzara un nivel tan bajo que las vainas de combustible se calentaran hasta degradarse, liberando productos (entre ellos plutonio) al agua de la piscina. Si esta agua estaba en ebullición pudo haber arrastrado consigo alguna partícula de combustible que contuviera plutonio hacia afuera de la piscina.

Todo esto son hipótesis, por supuesto, pero mi opinión personal es que el plutonio proviene de alguna de las piscinas de combustible usado. De momento, parece ser que las piscinas están llenas de agua con los esfuerzos realizados en los últimos días. Esa agua debe ser suficiente para blindar la mayor parte de la radiación proveniente de esos elementos combustibles dañados, pudiendo liberarse compuestos volátiles como el Yodo-131. De todos modos, me gustaría recalcar que el plutonio es un emisor de partículas alfa. Estas partículas se paran en unos pocos centímetros de aire y las para una hoja de papel. No son capaces de atravesar ni la primera capa de piel de nuestro cuerpo. ¿Qué quiero decir con esto? Pues que el plutonio, a no ser que pase al interior de tu organismo (porque te lo comas) es muy inocuo. Los peligros vienen en el caso de ingestión. [MODO HIPÓTESIS OFF]

Estaban repitiendo y ampliando los análisis de las tierras en busca de plutonio. En cuanto haya más novedades os lo comento.