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Imagen tomada días después de la explosión. La radiación en la zona era entonces muy intensa - ASSOCIATED PRESS

¿Por qué estalló el reactor de la central nuclear de Chernóbil?

El pasado 26 de abril de 1986 el reactor 4 de la central nuclear quedó fuera de control y generó una nube de radiactividad que causó la mayor catástrofe nuclear de la historia. Dos expertos nucleares explican por qué ocurrió

GRUPO DE FÍSICA NUCLEAR DE LA UCM Actualizado: Guardar
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Aunque pueda parecer paradójico, la mayoría de los diseños de reactores nucleares que existen precisan del suministro de electricidad externo que mantenga en funcionamiento la sala de control y las grandes bombas hidráulicas que hacen circular el agua con la que se extrae el calor que genera el reactor. Y, aunque en funcionamiento normal se utilice la electricidad generada por el propio reactor, cuando este se apaga, es imprescindible el suministro externo.

En Fukushima, el mayor terremoto registrado nunca en Japón (y el cuarto más violento en el mundo desde que se tienen registros con sistemas modernos a partir de 1900) causó la destrucción de las líneas eléctricas de la zona el 11 de marzo de 2011. La central de Fukushima se quedó sin alimentación eléctrica externa y los reactores nucleares se apagaron automáticamente, en cumplimiento del protocolo de seguridad para terremotos.

Apagar un reactor nuclear significa detener la reacción en cadena de fisión nuclear del combustible pero, al contrario que un fuego de gas o carbón, es imposible reducir a cero en poco tiempo la producción de calor en el reactor, ya que los productos de la fisión nuclear generados en el reactor son altamente radiactivos y siguen generando calor días después de su apagado, hasta el 7% del calor del reactor encendido.

En Fukushima los generadores diésel de emergencia mantuvieron el sistema de refrigeración en marcha hasta que, una hora después del terremoto, llegó la ola de más de quince metros del tsunami subsiguiente. Por fallos de diseño, zonas críticas del complejo quedaron inundadas y se perdió por completo el control del reactor. Los generadores diésel dejaron de funcionar y la falta de refrigeración ocasionó la fusión parcial del núcleo de tres de los cuatro reactores, explosiones de hidrógeno y escapes de radiactividad. El accidente fue calificado de máxima gravedad, el nivel 7 en la escala de accidentes nucleares.

Fallos humanos de gravedad

El accidente de Chernóbil se calificó también de nivel 7, pero las consecuencias fueron mucho más devastadoras que las de Fukushima porque el diseño del reactor era diferente. En este caso, el accidente no fue producido por un desastre natural, sino por fallos humanos de extrema gravedad, entre los que hay que mencionar deficiencias muy serias en el diseño de los reactores de Chernóbil, cuya puesta en marcha nunca se habría autorizado con los estándares europeos o americanos.

Los ingenieros de Chernóbil sabían que, en caso de interrupción del suministro eléctrico, los generadores diésel necesitarían casi un minuto para alcanzar el pleno rendimiento tras su encendido. Por ello y desde su puesta en marcha por primera vez hacía ocho años, habían tratado de confirmar si, en caso de avería o falta de suministro eléctrico, la inercia mecánica de las turbinas de la central de Chernóbil podría ser suficiente para mantener el agua de refrigeración circulando durante este minuto.

Se diseñó un plan específico de ensayos para comprobar esta hipótesis, plan que había sido aprobado por el director de la central eléctrica, pero no se había consultado, por ejemplo, con los diseñadores del reactor. La potencia nominal del reactor era 3200 MW. Para hacer el ensayo era preciso reducir la potencia hasta unos 700 MW y, con la turbina de vapor funcionando a máxima velocidad, cerrar el flujo de vapor a la turbina.

El experimento se iba a realizar durante el turno diurno del 25 de abril de 1986 y debía terminar antes de acabar este turno. Los trabajadores habían sido instruidos para realizar las operaciones de la prueba. Por diversas incidencias en el suministro eléctrico ajenos a la central de Chernóbil, no fue hasta las 23:04 que el controlador de la red eléctrica de Kiev autorizó la disminución de la potencia del reactor.

Los 700 MW se alcanzaron a las 00:05 del 26 de abril con los trabajadores del turno de noche que no habían sido instruidos en profundidad en los detalles de la prueba. Así, nadie en aquel momento se percató de que, debido a los retrasos y desviaciones sobre el plan previsto, se había producido envenenamiento por xenón del reactor. El xenón es un producto de la fisión en los reactores nucleares que, especialmente cuando trabajan a baja potencia, se acumula, absorbe los neutrones y disminuye el ritmo de fisión en el reactor.

Reactor inseguro a bajas potencias

Esto hizo que la potencia bajase mucho más de lo previsto, hasta unos 30 MW, insuficientes para los propósitos de la prueba. Aunque intuitivamente pueda parecer extraño, en estas condiciones de baja potencia el reactor de Chernóbil se volvió extremadamente inestable y los mecanismos habituales de control y seguridad eran apenas efectivos. Pensemos, por ejemplo, en que es mucho más difícil controlar una bicicleta cuando vamos demasiado despacio.

El responsable del control del régimen operacional del reactor esa noche, Leonid Toptunov, era un ingeniero joven que no tenía mucha experiencia. La evolución de los acontecimientos que siguieron es técnicamente compleja. Toptunov no pudo explicarlo todo porque fue uno de los primeros que fallecieron. Sí sabemos no solo que no consiguió estabilizar el reactor, sino que las medidas tomadas para estabilizarlo probablemente empeoraron la situación. En un momento determinado, hubo un aumento súbito de potencia, la última lectura de los instrumentos antes de que dejaran de funcionar llegó a 33.000 MW, diez veces más del máximo previsto.

En brevísimos instantes se evaporó toda el agua de refrigeración. La presión en la vasija del núcleo se elevó desmesuradamente y se produjo una primera explosión de vapor que produjo grietas y grandes daños. Dos o tres segundos después hubo una segunda explosión mucho más violenta todavía. Se produjo una entrada de aire y el grafito, que este modelo de reactor usaba como moderador de los neutrones, se incendió. La catástrofe era ya de enorme magnitud y totalmente incontrolable.

En un primer informe la OIEA (Organismo Internacional para la Energía Atómica) atribuía prácticamente toda la responsabilidad el accidente a múltiples errores humanos. Sin embargo, un informe más reciente, realizado con datos no disponibles en un primer momento y con un análisis más profundo basado en simulaciones detalladas del reactor concluye que, aunque los ingenieros cometieron errores durante el ensayo deshabilitando algunos sistemas de protección, el accidente se habría producido muy probablemente incluso sin estas intervenciones, debido al diseño intrínsecamente inseguro del reactor que lo hacía muy inestable si se operaba a bajas potencias, como requería la prueba que se estaba llevando a cabo.

Primera reacción, mantenerlo en secreto

Las consecuencias del accidente de Chernóbil iban a ser de enorme gravedad y la actuación de las autoridades de la antigua Unión Soviética contribuyó a aumentar los efectos de la catástrofe sobre la población de la región de Kiev. Al principio se intentó ocultar lo ocurrido. La central nuclear dependía de autoridades en Moscú y ni siquiera se informó al Gobierno de Ucrania.

Ciudad abandonada de Prípiat, cerca de la central nuclear de Chernóbil
Ciudad abandonada de Prípiat, cerca de la central nuclear de Chernóbil - Jim Beasley y Sarah Webster, cortesía de National Geographic Society

Dice el refrán, que no hay mal que por bien no venga. Desde luego es difícil ver dónde está el bien para las personas afectadas por el accidente de Chernóbil pero, curiosamente, no ha sido igual para los animales. En el área de exclusión alrededor de la central donde no pisa el hombre, los bosques se han recuperado en gran medida y hay más mamíferos salvajes que antes. Se alimentan de productos contaminados y son animales radiactivos. Para ellos el peor enemigo no es la radiactividad sino los rifles del hombre.

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