El corium de Fukushima (1): Descripción y datos


Traducido por Kohai

1. Definición de corium
El corium es un magma resultante de la fusión de elementos del núcleo de un reactor nuclear. Se compone de combustible nuclear (uranio y plutonio), el revestimiento de los elementos combustibles (aleación de circonio) y los diversos elementos del núcleo con los que entra en contacto (barras, tubos, soportes, etc)

El término “corium” es un neologismo formado a partir de núcleo (en inglés “core”), seguido por el sufijo “ium” presente en los nombres de muchos elementos radiactivos: uranium, plutonium, neptunium, americium, etc.

2. Materia de todos los extremos
El corium es la materia de los seis extremos: extremadamente potente, extremadamente tóxico, extremadamente radiactivo, extremadamente caliente, extremadamente denso y extremadamente corrosivo .

* Extremadamente potente
El combustible fundido es el principal constituyente del corium. Sin embargo, este combustible estaba formado originalmente por conjuntos de barras que contienen las pastillas de uranio. En el reactor nº 1 de Fukushima Daiichi, el núcleo se compone de 400 conjuntos que constan de 63 barras de combustible cada uno. Los reactores nº 2 y nº 3 están compuestos, cada uno, de 548 ensamblajes, constituidos por 63 barras de combustible. Sabiendo que una barra contiene cerca de 360 pastillas, se puede deducir que en los tres reactores de que se trata, hay más de 33 millones de pastillas en juego

Y como cada pastilla se supone ofrece más energía que una tonelada de carbón, es comprensible que el corium desarrolle un calor tremendo con total autonomía.

* Extremadamente tóxico
El corium contiene un gran número de elementos en fusión, que interactúan entre sí constantemente, produciendo gases y aerosoles. Es la toxicidad de estas emisiones la que es problemática debido a que las partículas emitidas son extremadamente pequeñas, invisibles al ojo desnudo, y, flotando en el aire, pueden moverse con el viento para ir alrededor de la Tierra . Sin embargo, cuanto más nos alejamos de la fuente, las partículas y los gases se diluyen más en la atmósfera y representan menos peligro. Así que Japón es la primera víctima de los efectos de los elementos tóxicos que se emiten. Sin embargo, si la concentración de partículas disminuye con la distancia, el balance final en enfermedades sigue siendo el mismo pero distribuido de otra manera(1).

Ejemplo de elementos tóxicos: el uranio. Se trata de un producto químico tóxico para los riñones, pero también puede afectar a los pulmones, los huesos y el hígado. También tiene efectos sobre el sistema nervioso, comparable al de otros metales venenosos como el mercurio, el cadmio o el plomo. El uranio puede finalmente aumentar la permeabilidad de la piel y tiene efectos genéticos.

* Extremadamente radiactivo
El corium emite tanta radiación que nadie puede acercarse sin morir en cuestión de segundos. Se trata de 28 TBq por kg, para un corium de 50 toneladas más de un millón TBq (un becquerel es una desintegración por segundo, un millón de TBq corresponde a 10 elevado a 18 desintegraciones por segundo).

Como el corium es crítico, o localmente crítico, es decir, que tiene reacciones nucleares de fisión, no es modelizable y puede pasar cualquier cosa. Lo que se sabe es que en cuanto los elementos pesados se reagrupan, la masa crítica aumenta y por tanto aumenta la reacción y la temperatura. Por efecto del coeficiente de temperatura negativo, la reacción tiende a disminuir y por lo tanto la temperatura. Se establece un ciclo de aumentar y reducir el volumen del núcleo activo. El período de este ciclo depende de la masa, densidad, forma y composición del corium.

Este efecto de “respiración” del corium es probable que se correlacione con las medidas cambiantes de presión, temperatura y radiactividad de Fukushima proporcionadas por Tepco en los meses posteriores al desastre.

* Extremadamente caliente
Areva, a través de François Bouteille, explica que el corium tiene una temperatura de 2500 ° C . Pero, de hecho, según su entorno, puede subir otros 400 ° C debido a que el punto de fusión del óxido de uranio es del orden de 2900 ° C. De hecho, su temperatura varía entre 2500 y 3200 ° C. En comparación, la temperatura de la lava de un volcán es de entre 700 y 1200 ° C. Eeste calor extremo producido por la descomposición de los productos de fisión, puede derretir la mayoría de los materiales que encuentra, como el acero o el hormigón. Es por eso por lo que es incontrolable, porque nadie puede acercarse a él y destruye todo a su paso.

Otra fuente de calor es la oxidación de los metales por reacciones químicas con el oxígeno atmosférico caliente o el vapor de agua.

Los investigadores están luchando para estudiar el corium y las pruebas que hacen están muy lejos de la realidad puesto que trabajan con magmas que a menudo no tienen la misma composición, con temperaturas más bajas (a menudo 500 a 2000 ° C ) y con masas 50 a 500 veces más pequeñas que las de los núcleos de Fukushima. Sin embargo, entre una multitud de parámetros investigados, se determinó que el tanque de acero de un reactor que reciba un baño de corium en su parte inferior se vuelve quebradizo a partir de 1000 ° C.

En Chernobyl, hicieron falta 6-7 meses para alcanzar una “parada fría” de la masa del corium. Pero 18 años después del accidente, en el año 2004, todavía se medía una temperatura de 36 ° C cerca del combustible fundido (2).

En Fukushima, la última hoja de ruta Tepco(3), en julio – como el análisis del IRSN – anunció una “parada fría” del reactor para enero de 2012: la empresa no comunica que sólo a efectos del reactor , no del corium. Y por una buena razón, harán falta seguramente algunas decenas de años antes de un enfriamiento de éste. Por lo tanto, hay que ver el término “parada fría”, como una fachada de comunicación minimizante del desastre.

* Extremadamente denso
El corium tiene una densidad de alrededor de 20, es decir, alrededor de tres veces el acero. En la práctica esto significa que un metro cúbico de corion pesa 20 toneladas (contra 1 tonelada para 1 m3 de agua). El volumen de diferentes coriums fue estimado por Jansson-Guilcher en de 1 a 1,5 m3 (20/30 toneladas) para el reactor nº 1, entre 3 y 4 m3 (60/70 toneladas) para los reactores nº 2 y nº 3. Uno puede así imaginar mejor lo que tal masa puede producir como presión sobre una superficie endeble. Pero si resulta que el conjunto del corium se puede compactar, por ejemplo en el caso de caída de un fondo de tanque, las masas que participan son, evidentemente, más importantes y el ataque al hormigón o la tierra aún más reforzado.

* Extremadamente corrosivo
El corium es capaz de atravesar el casco de acero de una vasija y la losa de hormigón que lo sostiene. La vasija principal (RPV=Reactor Pressure Vessel) es de 16 a 17 centímetros de espesor. La vasija secundaria llamada de “contención” (también conocida como PCV = Pressure Containment Vessel) es mucho más delgada, del orden de 2 a 6 cm, pero forrada con un blindaje de hormigón. Por último, la base de hormigón, también llamada losa, debería tener en teoría un espesor de 8 metros. Todas estas protecciones pueden ser cruzadas por la corrosión del corium (Véanse los párrafos 7 y 8).

3. ¿Cuando se formó el corium de Fukushima ?



El fracaso del sistema de refrigeración de la planta de Fukushima Daiichi se produjo el 11 de marzo 2011, pero todavía no sabemos la causa o las causas exactas (terremotos, tsunamis, y la posibilidad de un error humano en el reactor nº 1). De todos modos, después de dos meses de encubrimiento, TEPCO finalmente ha reconocido que los núcleos de las unidades 1, 2 y 3 se habían derretido. El reactor nº 1 perdió la refrigeración durante 14 horas y 9 minutos, el nº 2 durante 6 horas y 29 minutos y el nº 3 durante 6 horas y 43 minutos ( enlace ).

4. ¿Cuántas toneladas de combustible se han derretido?



De los datos disponibles sobre el combustible de los reactores de Fukushima Daiichi, se saben las masas de lcombustible de los tres coriums:

– Corium 1: 69 toneladas
– Corium 2: 94 toneladas
– Corium 3: 94 toneladas

es una masa total de combustible fundido de 257 toneladas.

En comparación, el corium de Three Mile Island era una masa de alrededor de 20 toneladas y el de Chernobyl de 50 a 80 toneladas. En Fukushima, el corium, es de una masa sin precedentes, lo que explica, entre otras, las dificultades que enfrentan los expertos para modelizar el accidente.

En cuanto al corium nº 3, cabe destacar que contiene el plutonio incluido en el combustible MOX. Este último consta de plutonio en un 6,25%, y como el núcleo del reactor nº 3 contiene 32 paquetes de este tipo sobre los 548 totales, se puede evaluar en por lo menos 300 kg de masa de combustible de plutonio formando parte del MOX contenido en el corium del nº 3, sin contar el plutonio del combustible gastado que forma parte de los otros 516 ensamblajes(4).

A estos datos, hay que añadir toneladas de los diferentes materiales que conforman el núcleo y que pueden haber sido arrastrados en la masa fundida, que representa unas cuantas toneladas suplementarias.

Sin embargo, la experiencia demuestra que una parte del corium queda en la vasija perforada si está suficientemente fría. En realidad, depende del estado de las vasijas. Si el corium pasa por una pequeña abertura de la vasija, una parte puede haber quedado fijada a las paredes que subsistan. Sin embargo, si el núcleo se derrite por completo, la parte inferior del tanque se puede abrir completamente y en este caso, el corium residual es extremadamente bajo.

5. Aspecto y composición del corium

El corion parece lava fundida, con una consistencia pastosa, entre líquida y sólida. Cuando se encuentra con una masa fría, o cuando se enfría con el tiempo, puede formar una costra, lo que limita el intercambio de calor. La corteza puede existir en la superficie, refrigerada, por ejemplo, por agua. También puede estar en posición vertical en las paredes de una vasija de hormigón. Sin embargo, en Fukushima, el corium está activo, y no hay posibilidad de refrigeración posible ni se espera que exista en este momento. Si hay corteza allí, debe de ser muy delgada.

Los elementos constituyentes del corium no tienen la misma masa, migran de acuerdo a su densidad, los más pesados (metales) se desplazan a la parte inferior y los más ligeros a la superficie (óxido). Pero si el calor es demasiado intenso, la producción de gas es importante y todo se agita. En este caso, los elementos más pesados tienden a congregarse en el centro.

El corium se compone de un cierto número de metales en fusión provenientes de distintos componentes del núcleo. Circonio, de la vaina del combustible, es el más observado, ya que reacciona con el agua produciendo dióxido de circonio e hidrógeno. Otros metales se encuentran en esta “sopa”, formando una densa capa que contiene los metales de transición como el rutenio, paladio o tecnecio, indio, cadmio, zircaloy, hierro, cromo, níquel, plata, manganeso, productos metálicos de fisión, y teluro de circonio.

La capa superficial está compuesta fundamentalmente, al principio, por dióxido de circonio y dióxido de uranio, posiblemente con óxido de hierro y óxidos de boro, después se terminan por concentrar también óxidos de estroncio, bario, lantano, antimonio, estaño, niobio y molibdeno.

6. El progreso del corium

Si uno toma como referencia un estudio realizado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge, que evoca una simulación de este tipo de accidente en un reactor de agua hirviendo, similar a los de Fukushima Daiichi, sabemos que se necesitan sólo 5 horas para que el núcleo ya no está cubierto por el agua, 6 horas para que comience a derretirse, 6:30 para que el núcleo se rompa, 7 horas para que la parte inferior de la vasija colapse, y 14 horas para que el corium atraviese una capa de hormigón de 8 m, a una velocidad de 1,20 m / h (5). Por tanto, es razonable suponer que la vasija del reactor nº 1 de Fukushima Daiichi fue atravesada por el corium en la noche del 11 de marzo y la pasta incandescente pasó bajo la losa el 12 de marzo.

En cuanto al corium de los reactores nº 2 y nº 3, sabemos que en seis horas, tuvieron tiempo para formarse y para debilitar el fondo de la vasija, e intentar perforarla, en especial para el nº 3 (fallo de refrigeración de 6h y 43min) . Los elementos de prueba, a partir de fuentes internas de TEPCO, pero aún no formalizadas, indican que los reactores nº 2 y nº 3 están bien derretidos, y el número 3 se ha derrumbado en su vasija (6).

Según Jansson-Guilcher, consejero calificado en el foro técnico de Protección Radiológica Cirkus ” una cavidad se añadió bajo el reactor. De hecho, la parte de abajo no está llena. Para reducir el impacto sísmico, los japoneses “aligeraron” la losa para formar un cuerpo hueco, suponiendo que sería más resistente a los terremotos que una losa maciza”. Esta cavidad puede comunicar los cuatro reactores por los túneles de despresurización. Si esta información se confirma, el corium no tendría que atravesar 8 metros de hormigón, sino mucho menos, lo que facilitaría su progrsión vertical en el suelo geológico, y más en Fukushima, donde no hay nada previsto para permitir su propagación.

En el caso de un descenso del corium al suelo, dos escenarios son posibles. Ya sea que se reúna en un solo lugar, y en este caso, se forma un pozo de aproximadamente 0,80 m de diámetro y desciende verticalmente, y su tasa de progresión es desconocida, pero debe ser bastánte rápida en comparación con la velocidad en hormigón, que es de aproximadamente 1 m / día. O bien se dispersa en varias direcciones, aprovechando la estructura del suelo más blando o filtrandose por las fallas rocosas. En este último caso, perdería su poder mediante la división en múltiples tentáculos.

Con una temperatura de 2500-3000 ° C, parece imposible que se quede atascado en alguna parte. Sin embargo, de acuerdo con otros colaboradores en otros foros y sitios, el corium podría no haber cruzado la losa de hormigón que lo separa del suelo. La explicación es que la masa de corium llegada al piso es demasiado pequeña para causar una criticidad. Pero aquí, nadie ha ido a ver, así que todo es especulación.

Sin embargo, hay formas sencillas de conocer tanto el avance de corium como sus características físico-químicas, empezando por una espectrógrafía y una espectroscopía aérea o de satélite. Se tiene también la posibilidad de utilizar múltiples bandas de frecuencia como el infrarrojo. Aunque es probable que los japoneses tengan esta información, cinco meses después del desastre, nada se comunica al respecto.

Fuente: fukushima.over-blog.fr

Publicado el agosto 24, 2011 en contaminacion, NOTICIAS JAPÓN y etiquetado en , , , , , . Guarda el enlace permanente. 3 comentarios.

  1. Un breve homenaje a esos seres humanos que, enfundados en unos trajes inútiles, y sabiendo que en pocas horas, días, semanas van a morir cruentamente, continúan dentro de la planta, trabajando y sabiendo que no tienen futuro.
    Esos seres humanos, que somos todos nosotros, despreciados y humillados por los gerentes del NWO.
    Una plegaria para sus almas.

  2. Excelente artículo, muy bien explicado. Es lo único que encontré sobre el corium en español, recomendado especialmente para estudiantes que busquen este tipo de información, buen trabajo e investigación sobre el tema, felicidades!.

  3. Felipe Beltrán

    Muy buen artículo, especial para legos en la materia.
    Los felicito

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