Fusió del nucli no és fusió nuclear

fukushima_01.jpg No és el mateix una fusió nuclear que una fusió dins una nuclear. La paraula fusió té diferents significats. Una polisèmia que aquests dies ha contribuït a augmentar la inquietud pel que estava passant al Japó. Com si no fos prou terrible el terratrèmol i, sobretot, el tsunami que ha arrasat la costa oriental del país, algunes centrals nuclears han rebut l’impacte de la onada i han afegit l’amenaça d’una fuita radioactiva.

El que ha passat al reactor de la central de Fukushima és el malson de totes les centrals nuclears. L’amenaça de fusió del nucli. Aquesta expressió ens fa pensar fàcilment en reaccions de fusió nuclear, però no és tracta d’això. Fusió pot fer referència a la reacció per la qual dos nuclis d’àtoms s’uneixen (es fusionen) per formar-ne un de sol. Això pot alliberar una quantitat enorme d’energia anomenada energia nuclear de fusió. És una font extraordinària d’energia, però de moment no hem pogut generar-la de manera eficient i controlada.

Però fusió també fa referència a passar a un estat líquid (no de fusionar-se sinó de fondre’s). I quan es parla de la fusió del nucli de la central no volen dir una fusió nuclear sinó que el centre de la central, el nucli on hi ha el material radioactiu, es fongui. El problema si passa això és que aleshores deixaria de ser un contenidor on es manté el material radioactiu a l’interior i podria sortir i escampar-se sense problemes al medi ambient.

Una central nuclear és una indústria extremadament complicada, però simplificant molt, podem dir que el que fa és dipositar un material com l’urani o el plutoni en prou quantitat com per tingui lloc una reacció en cadena. En aquesta reacció, els àtoms es trenquen (es fissionen, per això és energia nuclear de fissió) i alliberen moltíssima energia en forma de calor. La calor es fa servir per fer bullir aigua i el vapor resultant mou unes turbines amb les que es genera electricitat.

Un dels problemes principals és que la reacció allibera molta energia, és a dir molta calor. Fàcilment es poden aconseguir uns pocs milers de graus de temperatura. Per això, la principal necessitat de la central és mantenir el sistema refrigerat i controlat. Aquest és el motiu que fa que les centrals es construeixin al costat de rius o mars. Requereixen moltíssima aigua per refrigerar-se.

I el típic accident en una central nuclear és per problemes en la refrigeració. Per motius diferents, tant els accidents de la central de Txernòbil, el de Three Mile Island, i ara el de Fukushima estan relacionats amb problemes en la refrigeració.

El que passa és que si el nucli de la central es fon, poca contenció més es pot fer. A 3000 graus de temperatura els materials es fonen, es deformen i es trenquen. A més, amb aquesta temperatura bona part del que hi ha a dins passa a estar en forma de vapor, de manera que genera molta pressió i pot fer petar l’estructura. Seria una explosió del nucli, però en cap cas una “explosió nuclear”. Per això, el principal objectiu dels equips que hi treballen és mantenir fred el nucli. El problema, naturalment, és que a dins hi continuen les reaccions nuclears que escalfen molt.

Hi ha molts més sistemes de seguretat a part de refrigerar, és clar. La reacció es realitza dins un contenidor tancat, un gran vas d’acer que en cas de problemes no permet que el material surti a l’exterior. I aquest vas ha d’estar dins un edifici també tancat amb prou seguretat com per actuar com a contenidor. Aquest edifici de contenció, característic de les nuclears occidentals, no el tenia la de Txernòbil i per això el núvol radioactiu va poder escapar. El problema a Fukushima és que una explosió per una reacció amb hidrogen (química eh! res de nuclear) ha danyat l’edifici, de manera que només queda la barrera del vas contenidor, que és la que lluiten per refredar.

És el que passa amb les nuclears. Són molt segures quan tot va bé, però quan passa l’inesperat i la situació es descontrola costa molt reconduir la situació. I l’inesperat pot arribar en forma de catàstrofe natural, atac terrorista o pura incompetència humana. Tots, factors que costen de predir. A més, la inquietud s’incrementa per la relativament poca confiança que ofereixen els comunicats oficials. És massa habitual la tendència a minimitzar els problemes fins que els fets ja no es poden amagar.

34 comentaris

  • Jaume Ollé

    17/03/2011 19:17

    Si entenc el problema es que al fallar la llum ja no hi ha refrigeració. A la central ni la va afectar físicament el terratrèmol ni el tsunami. I no podrien preveure un sistema d’emergència que mantingui la refrigeració si se’n va la llum més d’una hora?

  • JColprim

    16/03/2011 18:45

    Potser al finals ens adonarem de que tenim una altre crisi que ens espera: L’energètica. Mireu l’entrada del bloc:
    http://colprim.blogspot.com/2011/03/crisi-energetica-o-de-model-busquem.html

  • Joan Vericat

    16/03/2011 18:02

    Arià Galimany

    hi ha altres fonts d’energia, renovables i no renovables. Un pot desitjar consumir energia sempre i quan s’inverteixi en investigació i desenvolupament d’altres fonts d’energia. No cal reduïr el debat a l’absurd com intentes fer en els teus posts

  • Arià Galimany

    16/03/2011 14:10

    has escrit: “”La qüestio no es assentar-se al sofa davant el televisor amb el equip de so, amb la calefaccio a tope, la rentadora, l’assecadora, el rentaplats, l’aire acondicionat…. La qüestió seria, més aviat, no tenir televisor, escalfar-se amb llenya, rentar la roba a mà, assecar-la al sol i al vent, rentar els plats a l’aigüera… m’explico??””

    Es just al que em vull referir Tabet, a que tothom es queixa de que no vol les centrals nuclears, però ningú vol perdre les seves comoditats, es per això que jo penso que avans de parlar tant i formar tanta alarma, si no volen centrals nuclears lo primer que han de fer es deixar de beneficiar-se d’elles, perquè sino tota queixa serà absurda.

    Posant un exemple cutre però més entenedor podria ser: una persona es queixa de que vol que tanquin el supermercat del seu poble però, en canvi hi va sempre a comprar totes les seves necessitats i assobre, vol tenir totes les comoditats que li ofereix aquest. Ara dic jo: No hauria de deixar d’anar a comprar per a poder queixar-se i demanar que el tanquin?
    Com pot voler que el tanquin però també voler tot el que li ofereix el supermercat? simplement és incoherent.

    És aquest el meu punt de vista, jo no necessito comoditats, fins ara el meu consum ha estat rentadora llum i ordinador, però m’acava cansan’t veure que la gent te molta boca per criticar i dir però a l’hora de fets reals es queda amb lo que ha criticat… (no se si m’explico, és just aquest el punt de vista que volia donar a entendre)

    PD: no hje atacat a ningú en directe, he parlat d’una glovalitat certa, no entenc per que tu ho has de fer

  • Tabet

    16/03/2011 12:07

    Per a Arià:
    Les teves paraules no son gaire coherents. La qüestio no es assentar-se al sofa davant el televisor amb el equip de so, amb la calefaccio a tope, la rentadora, l’assecadora, el rentaplats, l’aire acondicionat…. La qüestió seria, més aviat, no tenir televisor, escalfar-se amb llenya, rentar la roba a mà, assecar-la al sol i al vent, rentar els plats a l’aigüera… m’explico?? Les centrals nuclears s’han creat per abastir les comoditats de gent com tu que gasta i malgasta i no pensa en decrèixer, estalviar i consumir menys. Aquest es el problema, i per aixo ens quiexem. I es clar, en una societat tant consumista com la japonesa es necesari tenir tantissimes nuclears…
    Jo no necessito tantes comoditats… i tu?

  • Arià Galimany

    15/03/2011 14:39

    Només cal llegir i te’n dones compte…
    ningú vol nuclears, tothom està en contra, i es preocupen per que li passa a la nuclear…

    però el que ningú mira és que els milers de morts i desapareguts no els han mort les nuclears, sinó altres fets que mai no s’avaluen, ni se’ls dona importància, també, es clar que tothom te a ca seva calefacció, llum i, tot tipus de consum elèctric, i en quant hi ha alguna fallada de tensió a queixa’n-se.

    Volen consum elèctric sense nuclear… la veritat és quelcom que no te ni cap ni peus, si tant en contra està la gent de les centrals nuclears, Per que consumeixen (necessiten consumir) l’energia que els atorga aquesta?

    si no ens queixem, si no ens excitem, mai estem satisfets.. mireu la llista de morts i desapareguts al Japó, la culpa ha estat de les centrals nuclears? no, en absolut. Aleshores el que s’hauria de fer és mirar d’arreglar lo demés i no queixar-se tant per que uns estris essencials per al funcionament mundial estiguin patín malmeses per causa d’activitats naturals inesperades de magnituds inhumanes..

    però que hi farem, els humans som així, només servim per queixar-nos i queixar-nos.. (os heu preguntat que faríeu sense centrals nuclears? hi hauria prou comoditat?) es que imagino que ningú vol disminuir el seu grau de satisfacció i comoditat al seu domicili o lloc de treball..

  • Arnau Follia

    15/03/2011 12:36

    Gràcies per aquest magnífic blog, és una meravella llegir la ciència tan clara i entenedora. M’agradaria fer un apunt, l’energia nuclear és molt útil perquè és una manera “senzilla” (com a mínim hi ha la tecnologia i ja es conxeixen tot l’intringulis) de fer energia i permet la independència energètica dels països.

    No obstant, no és una energia barata, si considerem que s’ha de pagar l’emmagatzement d’alguns residus durant més de 200 anys (http://es.wikipedia.org/wiki/Residuo_radiactivo), i aquest emmagatzement no pot ser un abocador, s’ha de vigilar.

    Finalment dir que, tot i que l’energia nuclear actual no m’agrada estic entusiesmat amb les opcions que aportarà l’energia de fusió.

  • Marcel Banús

    15/03/2011 12:21

    Daniel: ¿Per què no us escolten els governs als científics abans que desgràcies com la que vivim siguin un fet irreversible?

  • Josep k

    15/03/2011 2:35

    M’agraden les explicacions científiques, però no el tó arrogant d’alguns. Una cosa és tenir uns determinants coneixements científics i l’altra, molt diferent, de fer veure que sou savis. Us demano una mica més de modèstia quan us mostreu tant estusiastes de l’energia nuclear. Més aviat us veig com una mena d’aprenents de bruixot. Pregunteu-vos perquè, arrel de l’accident de Txernovil, van augmentar espectacularment els casos de càncer i sindrome de dawn a les comarques gironines i perquè aquestes dades no es difonen. Veient la manera com alguns defenseu l’energia nuclear, i a la vista del que està passant al Japò, només tinc clara una cosa: que l’estupidesa humana no té límits, i discupleum-me si empro les paraules d’Enstein.

  • Josep

    15/03/2011 1:14

    Felicitats per aquest blog, està molt be poder parlar d’aquests assumptes des de un punt de vista científic i objectiu, cosa que es trova a faltar en la majoria d’articles dels diaris.

    Com a observació, m’agradaria remarcar que és cert que caldrà revisar molts aspectes de seguretat de les centrals nuclears a partir d’aquest accident, cal aprendre de les errades.

    Més important però és que on si que caldrà revisar tot el que s’ha fet fins ara per a evitar en el futur l’elevat nombre de víctimes és en el lloc on es situen les noves ciutats que caldrà reconstruir.

    Per què els anti-nuclears no omplen els diaris diguent que quasi totes les víctimes han estat culpa de construir les ciutats a la vora del mar i que cal revisar això en les ciutats de la resta del món? O es que si hi han víctimes per aquest motiu no cal preocupar-se, només preocupen les que portin la paraula “nuclear” associada…

  • Andreu Regué Barrufet

    14/03/2011 22:56

    L’afirmació: “El problema a Fukushima és que una explosió per una reacció amb hidrogen (química eh! res de nuclear) ha danyat l’edifici, de manera que només queda la barrera del vas contenidor” crec que és incorrecta. El recinte de contenció que conté el vas del reactor de moment està intacte. L’hidrogen s’havia acumulat entre el recinte de contenció i l’edifici exterior que és el que ha explotat. L’edifici exterior no té cap funció en quant a evitar fuites i és irrellevant per la seguretat de la planta.

    Us recomano aquest article per més informació: https://morgsatlarge.wordpress.com/2011/03/13/why-i-am-not-worried-about-japans-nuclear-reactors/

  • ProNuclear

    14/03/2011 21:14

    Per cert, un altre avantatge de l’energia nuclear de fusió, és que els residus que fa són radioactius molt menys temps; en 5 o 10 anys tens els residus completament descontaminats! en comparació amb els centenars d’anys dels residus de les centrals actuals.

  • ProNuclear

    14/03/2011 21:10

    L’energia nuclear de fusió ja està més aprop, vora Marsella s’està construïnt la primera central nuclear de fusió, aqui en teniu la seva web: http://www.iter.org/ és un molt bon projecte i crec que realment és el futur. Res de camps eòlics ni fotovoltaics; energia nuclear de fusió. Fins fa pocs anys era molt difícil controlar la reacció de fusió, ja que arriba a una temperatura de 15.000ºC!!! Evidentment, no existeix cap material capaç de suportar aquesta temperatura, però els camps electromagnètics si que poden. Així doncs, la reacció queda suspesa dins d’un camp magnètic que la conté i que a més ajuda en la seva reacció (igual que a les estrelles!). El problema era que els reactors experimentals eren massa petits i això comportava més despesa d’energia en fer el camp magnètic que no pas l’energia que donava… però canviant les proporcions la cosa millora, així doncs, entre diversos països han tirat endavant aquest projecte per fer una central amb un reactor suficientment gros com per fer una reacció de fusió que surti a compte i que es pugui mantenir.

  • hypokalemic one

    14/03/2011 21:07

    tio … ets una enciclopèdia!

  • Maria Cardona

    14/03/2011 21:06

    Daniel, moltes gracies per les explicacions tant entenedores sobre el tema.

  • ajquack

    14/03/2011 20:34

    NO HI HA CAP DEBAT.
    TANCAMENT PLANIFICAT DE NUCLEARS JA!
    Es un negoci bassat en despesa pública i benefici privat.
    Qui paga el sarcòfeg de Txèrnovil.?
    Qui paga els cementiris?
    Qui té beneficis anys rera any?

  • Víctor Catalan Casas

    14/03/2011 19:34

    Ara bè… inevitablement… el gran debat està servit sobre la taula, feia temps que semblava que s’havien retirat els plats, però ara tornen a la taula… Nuclears si? Nuclears no? Renovables poden absorvir la producció de les nuclears?
    Ens esperem a l’Energia Nuclear de Fusió?

  • Xesca Cardona

    14/03/2011 19:31

    Daniel moltes (moltíssimes) gràcies per les teves explicacions tan planeres i entenedores.
    Em resulta curiós que ningú volem nuclears, però tots volem tenir llum per a il·luminar-nos, escalfar-nos, distreure’ns… Mala peça al teler.

  • Brian

    14/03/2011 17:50

    Gràcies per l’aclariment, Daniel. A hores d’ara sembla que les coses empitjoren; tots els intents de refredar el reactor 2 estan fallant i podria estar-se fonent.

  • Daniel Closa

    14/03/2011 16:02

    Salvador. Correcte. Gràcies per l’aclariment.

    Brian.El zirconi fa de catalitzador. A partir dels mil graus s’estova i es trenca. Reacciona amb l’aigua i es genera òxid de zirconi i hidrogen.

  • Brian

    14/03/2011 15:24

    El que no tinc clar és d’on ha sortit l’hidrogen. Bé, sí, òbviament de l’aigua, però ¿en funció de quins mecanismes es produeix la hidròlisi? ¿És suficient l’alta pressió i temperatura, o el zirconi dels tubs actua com a catalitzador?

  • Salvador

    14/03/2011 15:03

    Els processos de fissió nuclear a les centrals s’han aturat. El què passa és que queda generació de calor residual, un 6% del generat durant el funcionament normal. Aquesta calor ve bàsicament de la desintegració de nuclis radioactius formats durant la fissió i durarà uns dies o millor dit setmanes.

  • Daniel Closa

    14/03/2011 13:59

    Josep M. El tsunami, el tsunami es el que ha fet mal. Vistes les imatges, poca cosa es pot fer per afrontar un desastre d’aquesta magnitud.
    Encara que si l’epicentre hagués estat més a prop, potser amb el terratremol també n’hi hauria hagut prou.
    En el tema de les nuclears i l’energia en general, el principal problema és que es un tema molt complex i tothom el tracta com si fos molt simple. I a sobre, amb un nivell de polarització digne del fantisme futbolero.

  • Daniel Closa

    14/03/2011 13:56

    Joan. No et sorprenguis. En aquest país tots som entrenadors de futbol veterans, economistes experts, i per descomptat, enginyers amb amplis coneixements de física nuclear.

  • Daniel Closa

    14/03/2011 13:54

    Joana. Si que hi queda urani alla dins. I també elements secundaris. El problema és saber exactament com està el nucli. Per aturar-se es retiren barres de combustible nuclear (urani o plutoni). Amb això la cosa es va aturant. Però com que la refirgeració va fallar, durant la parada d’emergencia, potser queda proumaterial per manetnir la reacció. Per això hi aboquen bor i altres elements que frenen la reacció en cadena.

    PIM PAM PUM. Realment, el difícil es entendre el que va passant amb informacions tant sobre la marxa. Ahir, quan vaig escriure l’apunt, semblava que el que havia estat danyat era l’edifici de contenció. Avui he vist que només va patir danys l’edifici extern, que no és el de contenció. Si es així hi ha sort, perquè encara quedaria aquesta barrera en cas de fusió del nucli.
    Txernovil si que tenia el vas de seguretat, però no l’edifici de contenció. Hi havia un edifici, però era normal. No com la mole de ciment típica de les centrals.

    Jordi carrera. En el tema energètic, tenim un bon problema. Sobretot perquè a més de tècnic també es social i psicológic. Els humans som molt poc racionals, de manera que les opcions no acostumen a ser les que dicatria la raó pura i dura.

  • Joan

    14/03/2011 13:48

    Aquestes confusions són massa típiques als nostres mitjans de comunicació.. A més a més els procéssos de fusió nuclear deixen de ser rendibles energèticament (passen d’alliberar energia a consumir-ne) a partir del ferro.

    El que a hores d’ara encara no entenc és perquè tothom es veu amb llibertat de criticar les centrals nuclears sense tenir ni idea de què hi passa??. Què pensaria molta d’aquesta gent si algú no entès en el futbol (és més, que no sabés ni què és una pilota) es fiques a discutir un partit??

  • Josep Ma

    14/03/2011 13:48

    Cal tindre present que aquestes tres centrals nuclears, van ser construïdes pensant en un sisme de grau 7,5 i han aguantat un de grau 9. El que realment els hi ha fet mal es el tsunami. Penso que abans de criticar l’energia nuclear per aquests fets cal pensar el bé que han resistit el terratrèmol. El posterior problema, i greu, de refrigeració es el mateix (si fa no fa) que el de Three Mile Island i de Txernòbil. Es trist veure com les webs ecologistes es recolzen amb això per dir que son molt perilloses. Penso que en realitat, com diu en Daniel Closa, son molt complexes i que coi, han aguantat un terratrèmol de 9.
    Canviant de tema, felicitats pel bloc, fa mesos que el segueixo i es molt complert, entenedor i sempre aprenc quelcom nou. Avui esperava que parlessis de l’energia nuclear i o has fet i molt bé. Felicitats.

  • Jordi Carrera

    14/03/2011 13:05

    Només uns punts. Ens trobem amb una trista paradoxa que una societat tecnològica pot salvar molta gent davant un desastre natural, però al mateix temps víctima de la tecnologia enpoden morir de manera directe o indirecte, molts més que producte del mateix desastre. Aquest dilema també el podem trobar, potser de manera no tant evident davant la polució..etc…També és trist que davant l’imperatiu energètic que ens espera la única solució que tenim és la nuclear, amb la resta d’alternatives és massa tard…No és pas que no haguem tingut temps, però els interessos ho han frenat: per exemple amb el petroli, jo recordo que de jove un professor davant si mal no recordo un conflicte arab israelià al 73 ja va apuntar que seria un problema greu…els espanyols fa una setmana es desperten amb mesures ridícules, i pitjor el cas català que no tenim ni competències per canviar pneumàtics…Sap greu perquè juguen amb la vida de la gent: hi haurà problemes energètics, alimentaris (si us plau no al biodiesel que vol promure el govern espanyol) hi haurà problemes d’aigua…però baja tornant al tema del desastre si estadísticament sembla que els humans tenim tots els números per desapareixer per un desastre natural, semble que tinguem pressa i volguem accelerar el procés…tant sols per guanyar a la naturalesa

  • PIM-PAM-PUM

    14/03/2011 13:01

    pel que tinc entés son tres les parts: on es realitza la reaccio (hermetic), el vas de seguretat (hermetic, per si falla tot) i el que seria l’edifici (no hermetic). A japó a petat aquest últim. I el que no tenia txernovil era el vas de seguretat. L’article dona a entendre que a l’estar danyat l’edifici (que segons l’article es el que no tenia txernovil), estem en una situació semblant, i no es així: el vas de seguretat es l’important, que es la part que de la que van prescindir al contruir la central Ucraïnesa

  • Joana

    14/03/2011 12:01

    gràcies! m’he llevat pensant a veure si avui el centpeus parlaria de centrals…

    o sigui: tot i que van aturar els reactors, hi seguiran havent reaccions nuclears a dins durant molt de temps? és per això que no hi ha manera que el nucli es refredi? Però el que fissiona ara ja no és urani? imagino que dins és ple elements inestables per cremar…

  • Daniel Closa

    14/03/2011 10:55

    Carquinyol. Es que explosio nuclear sona molt millor pe run titutlar que no aps explosio a la nuclear :D

    Lukas4. Home, encara no s’ha fos pel que sembla. A l’aigua de mar que hi estan tirant hi afegeixen elements que absorveixen neutrons per anar ffrenant la reaccio en cadena i al final aturar-la. Si poden fer-ho abans que és fongui s’haurà evitat el drama. Si no…
    Després també s’haurà de veure que en fan de tota l’aigua que han afegit. Estarà contaminada amb elements radiactius. però aquest serà un problema comparativament molt menor.

  • Lukas4

    14/03/2011 10:52

    Sense la possibilitat d’extreure les barres plenes d’urani (per la destrucció de les intal·lacions) què hauran de fer: refrigerar durant segles el nicli amb aigua del mar?
    També cal comptar que a 3000º C l’acer de la “basija” serà un líquid molt lluminós.

  • Carquinyol

    14/03/2011 9:05

    No se si ho hauran canviat, però a la plana principal de ‘El Periódico de Catalunya’ parlàven avui de ‘segona explossió nuclear’. No estaria de més que consultessin el teu apunt d’avui…

    I realment amb les nuclears passa el que tu dius, que mentres no hi ha imprevistos tot és pau i violes, però a la mínima que passa ja els tenim per corbata.

    Ofereixen molt rendiment, però també ofereixen catàstrofes en potència, estaria bé que hom ho veiés i es dediques a potenciar altres fonts energètiques més segures.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús