ciclo del combustible nuclear

CICLO DEL
COMBUSTIBLE
NUCLEAR
DIÓXIDO DE URANIO
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
AGUA PESADA
COMBUSTIBLES GASTADOS
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
DIÓXIDO DE URANIO
El proyecto npuo2
asegura el
combustible
para las centrales
nucleares argentinas
CNEA
E
Argentina país nuclear
l nuevo panorama que se abre para el sec-
dióxido de uranio para sostener las múltiples aplica-
tor nuclear argentino con la puesta en mar-
ciones de la tecnología nuclear.
cha de la Central Nuclear Néstor Kirchner
El proyecto implica encarar en esa región un pro-
(Atucha II), junto a la actualización de la Central Em-
grama intensivo de formación de recursos técnicos y
balse y la pronta construcción de la cuarta central
profesionales con alta calificación, que además creará
nuclear, obliga al país a asegurarse la provisión del
mayor empleo, crecimiento y desarrollo como conse-
combustible para alimentar los reactores en funcio-
cuencia del círculo virtuoso que generan los polos tec-
namiento y los que se pondrán en marcha en el me-
nológicos nucleares.
diano y largo plazo.
Para ello, es fundamental contar con instalaciones
de gran capacidad para el procesamiento del concentrado de uranio que permita seguir autoabasteciendo
la actividad. El Proyecto Planta Procesadora de Dióxi-
Seguridad y calidad
para sostener la
soberanía energética
do de Uranio (NPUO2) de Dioxitek es una respuesta
El fin inmediato de la nueva planta de Dioxitek es
concreta a esa política de reactivación de la actividad
garantizar la provisión del combustible que requie-
nuclear que lleva adelante nuestro país desde 2006.
ren las centrales nucleares nacionales para la gene-
Luego de diferentes análisis y estudios de factibili-
ración de energía. El proyecto también contempla la
dad, se estableció que la nueva planta se localizará en
ampliación de la capacidad de producción para futu-
la provincia de Formosa. Desde allí se producirá el
ras demandas.
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
DIÓXIDO DE URANIO
Las nuevas instalaciones se ubicarán en un predio
cionales como el Organismo Internacional de
de 100 hectáreas dentro del Polo de Desarrollo Tec-
Energía Atómica (OIEA) y el Acuerdo Argentino
nológico de la provincia de Formosa. Contará con una
Brasilero para la Contabilidad y el Control Mu-
superficie cubierta de 16.600 m2 en la cual se instala-
tuo (ABACC).
rá tecnología de un alto nivel de especialización.
De esta manera, la nueva planta de Dioxitek respon-
La nueva planta tendrá la capacidad de producir
derá con valor agregado a una realidad de creci-
460 toneladas de uranio por año, suficiente para
miento y desarrollo del país, asegurando el autoa-
atender la demanda de las centrales nucleares nacio-
bastecimiento de energía en pos del mejoramiento
nales. Fue concebida para respetar una rigurosa polí-
de la calidad de vida los argentinos.
tica ambiental a través del cumplimiento de los estándares nacionales e internacionales en la materia.
Para ello, contará con un Sistema Integral de Gestión
para garantizar una operación amigable con el medio
Las actividades de Dioxitek cumplen estricta-
ambiente que contempla:
mente con los criterios contenidos en las guías es-
• Personal altamente especializado
pecíficas aplicables a la operatoria del sector nu-
• Sistema de aseguramiento de la calidad (basado
clear. Para ello cuenta con el trabajo interdisciplina-
en Z.299.1 de la Atomic Energy of Canadá Limi-
rio de personal especializado y una avanzada in-
ted, ISO 10.011, la 50- C/SG -Q OIEA 1996 y la
fraestructura tecnológica.
norma ISO 9001-2008)
116
Calidad y seguridad
Su Sistema de Gestión de la Calidad está certifica-
• Control y auditoría permanente de la Autoridad
do bajo la Norma ISO 9001:2008, lo que aporta valor
Regulatoria Nuclear (ARN) y entidades interna-
y confiabilidad a los procesos de producción y el su-
CNEA
Argentina país nuclear
La construcción de la nueva Planta de Dióxido de Uranio
permitirá abastecer las 460 toneladas anuales que
demandan las centrales nucleares para la generación
nucleoeléctrica en nuestro país.
ministro seguro de UO2 destinado a la fabricación de
producción y comercialización de fuentes selladas de
combustibles para las centrales nucleoeléctricas.
radioisótopo cobalto 60 y comercialización de radioi-
Las instalaciones operan bajo la licencia de la
Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN) y cumplen con
sótopos para uso medicinal bajo autorización operacional de la Autoridad Regulatoria Nuclear”.
los requisitos de Salvaguardias Internacionales y de
Esta certificación aumenta la sustentabilidad y
Seguridad Radiológica a través de controles perma-
la inserción de la industria argentina en la produc-
nentes y auditorías de la ARN, el Organismo Interna-
ción de fuentes selladas de Cobalto 60 de uso médi-
cional de Energía Atómica (OIEA) y la Agencia Brasi-
co e industrial y la comercialización de radioisóto-
leño-Argentina de Contabilidad y Control de Mate-
pos en el exigente mercado internacional, compi-
riales Nucleares (ABACC).
tiendo con productos de significativo contenido tec-
En diciembre de 2011 Dioxitek recibió la certificación con el nuevo alcance para el Sistema de Gestión
de la Calidad - Norma IRAM-ISO 9001:2008 “Diseño,
nológico y alto valor agregado.
En diciembre de 2012 IRAM otorgó a Dioxitek la
recertificación de la Norma ISO 9001:2008.
117
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
Desarrollos
tecnológicos
de avanzada
para las centrales y
reactores argentinos
L
a fabricación de los elementos combustibles
proyectos mencionados, a la vez que posicionarse
ha sido un factor decisivo dentro de la auto-
como un potencial abastecedor en el riguroso mer-
nomía tecnológica alcanzada por el sector
cado mundial de la tecnología nuclear.
nuclear argentino. Así lo entendió e impulsó la CNEA
que, desde su participación –junto al sector privado–
en las empresas Combustibles Nucleares Argentinos - CONUAR y Fábrica de Aleaciones Especiales -
CONUAR: proyectos
ejecutados y en marcha
FAE, provee los elementos combustibles y otros
componentes de avanzada que requieren tanto las
centrales de potencia como los reactores de investigación en nuestro país.
Elementos Combustibles para Atucha II
Entre marzo 2010 y diciembre 2011 se entregaron los primeros 520 elementos combustibles (EC)
Esa autonomía construida durante más de 30
conteniendo un total de casi 112 t/UO2 natural, ha-
años con el desarrollo, diseño, ingeniería y fabrica-
biéndose completado el contrato por el suministro
ción de esta tecnología de punta, pudo asegurar su
correspondiente al Primer Núcleo. El último EC in-
continuidad y fortalecer sus líneas de trabajo con el
gresó al reactor el 1 de marzo de 2013. Adicional-
Plan Nuclear Argentino, a partir de la decisión del
mente, se fabricaron 3 EC instrumentados. En la
Gobierno nacional de culminar y poner en marcha la
actualidad, la CN Néstor Kirchner (Atucha II) deman-
CN Néstor Kirchner (Atucha II), iniciar el CAREM25,
da la provisión de 410 EC con separadores de fleje
extender el ciclo productivo de Embalse, proyectar
para el año 2015. Para ello, CONUAR actualizará el
las cuarta y quinta centrales de potencia y construir
equipamiento utilizado para la fabricación de los
el Reactor Multipropósito RA-10.
primeros EC con tecnología de última generación.
La capacidad y profesionalismo de los técnicos
argentinos permitió que las empresas asociadas a la
118
Elementos Combustibles para el CAREM 25
CNEA obtuvieran las calificaciones internacionales
El proyecto demanda el desarrollo y fabricación
para proveer diferentes componentes críticos en los
de 130 elementos combustibles con enriquecimien-
La finalización de la CN Néstor Kirchner (Atucha II), el
proyecto CAREM25 y el revamping de Embalse tienen
ingeniería y componentes proyectados, desarrollados
y fabricados en nuestro país.
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
tos de 1,8% (35 EC) y 3,1% (95 EC) en el isótopo
do. La documentación de diseño emitida por CNEA-
U235; y 28 conjuntos de barras de control para la
IEC fue sometida a revisiones y aprobaciones, habién-
puesta en marcha del reactor. La duración de la fabri-
dose presentado algunos cambios en el diseño de los
cación es de 46 meses e incluye el desarrollo y com-
componentes. Se realizarán ensayos para validar y/o
pra de equipamientos, la preparación de la línea de
ajustar el diseño propuesto. En 2015 se realizará la
producción, el desarrollo y calificación de procesos y
calificación de procesos de fabricación de componen-
la fabricación de los elementos combustibles y con-
tes y producción, armado y ensamble final de los re-
juntos de barras de control. Ya se fabricaron dos pro-
flectores de grafito entregando –al menos– dos de
totipos de elementos combustibles con pastillas de
ellos por mes, según lo acordado.
uranio natural para los loops de baja y alta presión
con el fin de medir las vibraciones y efectuar el ensayo de endurance. Posteriormente se reacondicionó
uno de ellos para componerlo como maqueta (dum-
Almacenamiento en Seco de
Combustibles Quemados CN Néstor
Kirchner y Juan Domingo Perón
my). Se estima una frecuencia de reemplazo de 31 EC
En proceso de fabricación un modelo a escala del
cada 390 días, lo que implica tareas de revisión de
Almacenamiento en Seco de Combustibles Quema-
documentación de diseño; confección del layout de
dos (ASECQ) para ambas centrales. Como parte de
planta; construcción del depósito de materia prima
los elementos necesarios para los ensayos en el
de uranio enriquecido; diseño de la instalación para
Mock-Up se desarrollaron –en conjunto con la CNEA–
la fabricación de BC y EC; desarrollo de proceso de
dos Elementos Combustibles Instrumentados que
vainas y tubos de Zry e Inox; adquisición de un equipo
formarán parte de los ensayos del ASEQ.
de Gamma Scanning; diseño y fabricación de equipos
de mecanizado de extremos, carga de columna, soldadura de TI y sellado; y recepción de la transferencia
tecnológica de CNEA para la fabricación de las pastillas de uranio enriquecido.
Extensión de Vida de la
Central Nuclear Embalse
Conseguida la calificación como “Fabricante de
Equipo Original (OEM)” por parte de la empresa canadiense Atomic Energy of Canada Limited (actual
Reflectores de grafito para el RA-3
Candu Energy Inc.), se proveyeron diferentes com-
CONUAR fabricará 30 reflectores de grafito para
ponentes que constituyen los denominados Inter-
este reactor de producción de radioisótopos. El ma-
nos del Reactor, los cuales en su conjunto confor-
terial fue provisto por CNEA y deberá ser caracteriza-
man el Canal Combustible. Han sido fabricados de
CNEA
Argentina país nuclear
acuerdo al Código ASME, Sección III División I. En
ble AISI 304L curvados en “U”. Están en proceso de
etapa de finalización se encuentra la fabricación de
fabricación:
los soportes de feeders –realizados bajo los reque-
• Pressure Tubes: 395 tubos - 2500 m de tubos de
rimientos del código ASME Nuclear– que serán utilizados para reemplazar los soportes actuales y
agregar nuevos de acuerdo a la revisión de las con-
Zry. Se han entregado 165 tubos.
• Calandria Tubes: 395 tubos - 2500 m de tubos de
Zry. Se han entregado 341 tubos.
sideraciones sísmicas de emplazamiento. Ha sido
• Tubos de instrumentación: 14.000 m de tubos de
contratado el diseño y provisión de dos Intercam-
diámetros varios en acero inoxidable TP304L. El
biadores de Calor del Circuito Primario del Sistema
suministro se encuentra en un 30% de avance
Moderador, de acuerdo al Código ASME Sección III.
(ASME III, Clase 1).
• Moderador: 4800 tubos - 65.000 m de tubos sin
Desarrollo de los generadores
de vapor del CAREM
costura curvados de acero inoxidable DUPLEX
UNS S 32205 (en fabricación).
Desarrollo de tareas para determinar las características y propiedades obtenidas de aplicar de-
ENSI
terminados procesos de manufactura para la fabri-
Se iniciará a fin de 2014 la fabricación de tubos
cación de partes componentes de los Generadores
para reentubar dos intercambiadores existentes en
de Vapor (GV) del reactor. Están previstas pruebas,
la planta de Arroyito. Se trata de 8000 m de tubos sin
Mock-Ups, ensayos y desarrollo de procesos cons-
costura de acero inoxidable TP 347 y 20.000 m
tructivos que permitirán ajustar en forma práctica
TP316L curvados en “U” con largos variables. Los
el diseño realizado por CNEA, evaluando metodolo-
equipos forman parte del circuito productivo destina-
gías constructivas, comportamiento de materiales
do a la producción de agua pesada.
y su funcionamiento.
Exportación a Brasil
FAE: proyectos en ejecución
Proyecto de extensión de vida de Embalse
Se han entregado los tubos para los Preheaters:
1832 tubos sin costura, 11.500 m de acero inoxida-
En producción hay tubos para un generador de
vapor nuclear de Alloy 690.
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
AGUA PESADA
ensi
garantiza la provisión
de
agua pesada
para las centrales
argentinas
L
a Empresa Neuquina de Servicios de Inge-
El relanzamiento de la actividad a partir de la
niería (ENSI) alcanzó en junio de 2013 la pro-
puesta en marcha del Plan Nuclear en 2006 posibi-
ducción de 689 toneladas de Agua Pesada
litó la reactivación de la PIAP, cuya producción tie-
Grado Reactor en las instalaciones de la Planta In-
ne como destinos finales las centrales nucleares
dustrial de Agua Pesada (PIAP), cuyo destino princi-
argentinas.
pal fue la Central Nuclear Néstor Kirchner (Atucha II).
Desde entonces, ENSI ha procurado reforzar y
ENSI es una sociedad del Estado –conformada
mantener su dotación de profesionales, técnicos y
por la CNEA y la provincia de Neuquén– que opera
especialistas, como así también llevar a cabo un
la PIAP, donde se produce y comercializa desde
programa de inversiones destinadas a la prolonga-
1989 Agua Pesada Pura Grado Reactor, producto
ción de la vida útil de la PIAP, logrando un avance
estratégico para las centrales nucleares de uranio
importante en la confiabilidad del equipamiento de
natural. La Empresa es una de las pocas proveedo-
planta, reduciendo los costos de operación y per-
ras de agua pesada en el mercado internacional y
mitiendo satisfacer en tiempo y forma las futuras
cuenta con la planta de mayor capacidad de pro-
demandas de agua pesada que requerirá el sector
ducción en el mundo.
nuclear argentino.
Las inversiones realizadas en ENSI mejoraron la
producción de agua pesada y potenciaron las actividades
paralelas como el Proyecto de Fertilizantes Nitrogenados
y la Unidad de Obras y Servicios.
122
Argentina es uno de los pocos proveedores de agua
pesada en el mercado internacional y cuenta con la
planta de mayor capacidad de producción en el mundo.
Inversiones y desarrollo
1 millón de toneladas de urea, concluyendo que
Durante la operatoria 2006-2014 de ENSI so-
dicho acoplamiento a la PIAP posee amplios bene-
bresalen las inversiones realizadas en el circuito de
ficios tanto en la etapa de inversión como de ope-
agua de enfriamiento de la planta, que comprendió
ración.
el reemplazo de intercambiadores de calor, el re-
En cuanto a la Unidad de Negocios de Obras y
entubado de equipos y el rediseño del tratamiento
Servicios, la actividad viene mostrando un creci-
de agua del circuito de enfriamiento, entre otras
miento sostenido. La cartera de clientes en este
obras.
rubro incluye a empresas de primera línea del sec-
Paralelamente, la operación de la PIAP y las op-
tor de gas y petróleo, habiéndose concretado re-
timizaciones realizadas potencian la ejecución del
cientemente la renovación y ampliación de contra-
Proyecto de Fertilizantes Nitrogenados asociado a
tos que garantizan muy buenas perspectivas en
la planta. Para ello, en 2013 se encomendó a la fir-
servicios de operación, mantenimiento, inspección
ma Haldor Topsoe un estudio de factibilidad técni-
de obras y puesta en marcha en yacimientos de la
co-económica para la instalación de una planta de
región y otras zonas del país.
123
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
COMBUSTIBLES GASTADOS
Nuevas
instalaciones para el
manejo seguro de
residuos radiactivos
y combustibles
gastados
L
124
a CNEA comenzó a operar en septiembre la
que genere en los próximos 20 años de operación.
nueva Facilidad de Almacenamiento de
Por la capacidad con la que fue diseñada, la FACIRI
Combustibles Irradiados de Reactores de In-
también almacenará los combustibles gastados que
vestigación (FACIRI), ubicada en el Centro Atómico
se generen durante la vida útil de los otros reacto-
Ezeiza (CAE). Luego de las pruebas preliminares y la
res de investigación que se encuentran actualmente
obtención de la Licencia de Puesta en Marcha otor-
en operación en el país.
gada por la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN), la
La FACIRI tiene capacidad para alojar “vía húme-
FACIRI recibió los primeros combustibles provenien-
da” a 608 combustibles tipo MTR (por sus siglas en
tes del RA-3, el reactor de investigación y produc-
inglés: Material Testing Reactor). Consta de una pi-
ción de radioisótopos que se encuentra funcionando
leta de 16 metros de profundidad con doble recubri-
en el CAE.
miento de acero inoxidable y un sistema de grillas
El proyecto consistió en la adaptación y remode-
que sujetan los combustibles bajo el agua. Además
lación completa de una instalación ya existente y
cuenta con una estación de monitoreo que, median-
contó con la colaboración del Organismo Internacio-
te cámaras subacuáticas, permite la inspección a
nal de Energía Atómica (OIEA).
distancia, de forma permanente.
En la nueva instalación se almacenarán todos
Con este nuevo proyecto concretado, la CNEA –
los combustibles gastados retirados del RA-3 –que
como organismo que tiene a su cargo desde 1950 la
serán transferidos desde el actual depósito– y los
gestión de los combustibles y residuos nucleares en
CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
COMBUSTIBLES GASTADOS
La gestión de los combustibles gastados completa
el Ciclo del Combustible Nuclear, siendo una parte
fundamental dentro de las políticas de gestión
ambiental de la CNEA.
el país– reafirma la importancia central que le otor-
En PNGRR cuenta con un predio de 8 hectáreas
ga a la protección y el cuidado de las personas y el
en el CAE denominado Área de Gestión Ezeiza (AGE),
ambiente a través de una política de mejora conti-
donde se realizan todas estas tareas y se almacenan
nua de los estándares de seguridad de sus instala-
interinamente los residuos producidos por los pe-
ciones y operaciones, que lleva adelante mediante
queños generadores, incluyendo las fuentes radiac-
el Programa Nacional de Gestión de Residuos Ra-
tivas empleadas en la industria y la medicina nu-
diactivos (PNGRR).
clear en todo el país.
Dentro del Plan Nuclear Argentino, en 2006 se
Gestión ambiental
sustentable
nes para la gestión de los residuos radiactivos, junto
con la puesta en marcha de la FACIRI y el inicio de
Para el tratamiento de los residuos radiactivos
las operaciones en período de prueba de la planta
rigen, en términos generales, las mismas pautas
para compactado y cementado de residuos radiacti-
que para los de cualquier otra clase: se los caracte-
vos y el nuevo laboratorio de caracterización, con
riza, clasifica y segrega; se reducen volúmenes; se
fecha de inauguración para 2015.
reutiliza y recicla todo lo que se puede; y se los aísla
del ambiente.
126
emprendió la modernización de todas las instalacio-
En la planta de compactado y cementado se llevan adelante los más usuales tratamientos de re-
CNEA
Argentina país nuclear
Argentina tiene asegurado por 20 años el
almacenamiento de todos los combustibles gastados
que se generen durante la vida útil de los reactores de
investigación actualmente en operación.
ducción de volúmenes –para el caso de los residuos
que son una parte fundamental dentro de las po-
sólidos compactables– y de confinamiento e inmovi-
líticas de gestión ambiental de la CNEA. En cual-
lización de los residuos radiactivos que se encuen-
quier caso, una adecuada gestión de residuos y
tran en estado líquido.
combustibles contribuye a garantizar la sustenta-
A su vez, el laboratorio de caracterización per-
bilidad del desarrollo nuclear en todas sus etapas
mitirá determinar y medir las características físicas,
y actividades actuales, como también para sus
composición química y propiedades radiológicas de
proyecciones futuras.
los residuos, datos que son fundamentales para de-
De allí la importancia que adquiere cada uno de
finir qué elementos contienen, qué tipo de radiación
estos tres componentes que funcionarán en el CAE
emiten y cuánto tiempo de confinamiento se necesi-
y que forman parte de un proceso que tiene por ob-
ta para que no representen riesgos para las perso-
jetivo la reducción de los volúmenes, la inmoviliza-
nas o el ambiente. Con esa información se estable-
ción para evitar la dispersión y el almacenamiento
cen los procesos de gestión y los sistemas de dispo-
en contenedores especiales para contribuir al aisla-
sición adecuados.
miento de los residuos generados por la actividad
Las actividades de gestión de los residuos y
combustibles nucleares completan las etapas que
nuclear en investigación y aplicaciones en salud y
otros campos.
integran el Ciclo del Combustible Nuclear, a la vez
127