Los desechos nucleares son los desechos radiactivos producidos por los reactores nucleares o que quedan de proyectos de investigación, usos médicos y la fabricación de armas nucleares. Los métodos de clasificación pueden variar algo de un país a otro, pero en general se reconocen dos categorías: desechos de actividad alta (HLW) y desechos de actividad baja (LLW), en función de la radiactividad, la fuente y la vida media. Estos materiales son potencialmente peligrosos porque emiten radiación ionizante, que puede dañar o destruir células, producir mutaciones y defectos de nacimiento y causar cáncer. El grado de riesgo depende del nivel y tipo de radiactividad; algunos materiales son muy peligrosos en forma cruda y otros representan poca amenaza en la mayoría de las circunstancias. La eliminación segura de los desechos nucleares es un tema continuo y controvertido.
Tipos y fuentes
Los desechos de actividad alta consisten principalmente en barras de combustible gastado de reactores nucleares. Estas plantas de energía dependen de la fisión nuclear para generar calor, y el combustible se convierte en barras que se pueden mover dentro y fuera del núcleo del reactor para controlar el proceso. Después de un tiempo, la tasa de fisión en una barra disminuirá hasta el punto en que ya no es eficiente y la barra será removida. Las barras extraídas se conocen como barras de combustible gastado y son altamente radiactivas, y contienen una serie de productos de fisión: elementos radiactivos creados por el proceso de fisión. Estos elementos se descomponen a diferentes velocidades y, con el tiempo, las varillas se vuelven menos radiactivas, pero seguirán siendo potencialmente peligrosas durante muchos miles de años.
Los residuos de baja actividad, en los EE. UU., Incluyen esencialmente todo lo que no entra en la categoría de residuos de alta actividad. Proviene de una amplia variedad de fuentes. Consiste en materiales que han entrado en contacto con sustancias radiactivas o que se han vuelto radiactivos debido a la exposición a algunas formas de radiación, así como pequeñas cantidades de radioisótopos de centros de investigación y hospitales. Algunos ejemplos son las prendas de protección que usa el personal que trabaja con materiales radiactivos y las jeringas y agujas que se utilizan para la inyección de radioisótopos con fines médicos. Por lo general, sigue siendo potencialmente peligroso durante unas pocas decenas y algunos cientos de años.
Algunos países tienen una categoría intermedia de residuos. Esto no se reconoce en los EE. UU., Pero se usa en Europa, e incluye partes desechadas de reactores nucleares que han entrado en contacto con combustible nuclear y materiales resultantes del desmantelamiento de reactores. Otra categoría son los «relaves de molienda», que son restos de la extracción de uranio de su mineral. Estos son solo ligeramente radiactivos y, por lo general, se cree que representan más un peligro químico que radiológico, ya que a menudo contienen metales pesados tóxicos.
Disposición
Los desechos de alta actividad generalmente se almacenan en el sitio en las plantas de energía nuclear hasta que se disponga de un sitio de eliminación adecuado. Durante este período de almacenamiento inicial, se mantiene por debajo de al menos 20 pies (6 metros) de agua, que absorbe la radiación. La opción preferida para la eliminación a largo plazo es a gran profundidad, con el material radiactivo encerrado en vidrio y monitoreado cuidadosamente. Sin embargo, encontrar un sitio de eliminación adecuado es problemático, ya que los planes para almacenar desechos altamente radiactivos en un lugar determinado tienden a encontrar una feroz oposición. Las barras de combustible gastadas también se pueden almacenar sobre el suelo en grandes contenedores de metal y hormigón.
Otra opción para las barras de combustible gastado es el reprocesamiento. Una vez que se ha retirado un haz de combustible nuclear de un reactor, todavía contiene la mayor parte de su uranio original, pero mezclado con productos de fisión altamente radiactivos. Este cóctel radiactivo se puede separar mediante un proceso llamado reprocesamiento nuclear, que clasifica los elementos del combustible gastado y permite recuperar y reutilizar el combustible útil. Este proceso todavía deja algunos desechos altamente radiactivos que deben eliminarse, pero la cantidad es mucho menor. A partir de 2013, el reprocesamiento no se practica en los EE. UU., Pero se lleva a cabo en el Reino Unido y en Francia.
Los desechos de actividad baja se almacenan en contenedores especiales que, cuando es necesario, tienen un grado de protección adecuado al nivel y tipo de radiactividad. Las sustancias que emiten radiación alfa no requieren protección, ya que solo son peligrosas si se ingieren o inhalan. Sin embargo, los emisores de radiación gamma y neutrones requieren un blindaje significativo. Al igual que con los desechos de alta actividad, los materiales se entierran bajo tierra, pero generalmente relativamente cerca de la superficie.
El riesgo que plantean los residuos nucleares
Los desechos nucleares son potencialmente peligrosos porque emiten tipos de radiación que tienen suficiente energía para ionizar átomos, lo que significa que los átomos se cargan eléctricamente debido, por ejemplo, a la eliminación de electrones. En el cuerpo humano, estos átomos cargados pueden interactuar con otros átomos, provocando cambios químicos en las células y en el ADN. Los niveles altos de radiación ionizante matan las células y pueden causar efectos inmediatos que amenazan la vida, mientras que los niveles más bajos pueden causar daño genético y cáncer. Sin embargo, para poner las cosas en perspectiva, los desechos nucleares no son necesariamente más peligrosos que los venenos químicos, que se producen en cantidades mucho mayores. Se ha estimado que la exposición del público a los agentes cancerígenos de las centrales eléctricas de carbón es mucho mayor que la de los desechos nucleares, debido a los productos químicos y elementos radiactivos naturales que se liberan a la atmósfera por la quema de carbón.