Ciclo de combustible nuclear - inicio

Ciclo de
combustible nuclear
Una planta para enriquecer
la autonomía nacional
La decisión de la presidenta Cristina Fernández de Kirchner de acompañar personalmente la reactivación de la planta de enriquecimiento
de uranio es un paso fundamental hacia la autonomía tecnológica del
sector nuclear argentino.
E
l 25 de octubre de 2010 la presidenta de la Nación, Cristina Fernández de Kirchner, estuvo
presente en el relanzamiento de
las actividades en las instalaciones
que la CNEA posee en el Complejo
Tecnológico Pilcaniyeu (Provincia de
Río Negro) para el enriquecimiento
de uranio.
“Estamos devolviendo
al país el manejo
de los recursos
estratégicos nucleares
que habían sido
abandonados allá
por la década del 90”.
Cristina Fernández de Kirchner
La Presidenta de la Nación recorrió las instalaciones -que fueron
actualizadas en el marco del relanzamiento del Plan Nuclear Argentino- acompañada por el ministro
de Planificación Federal, Julio De
Vido; el Secretario General de la
Presidencia, Oscar Parrilli; las autoridades de la CNEA, Norma Boero
y Mauricio Bisauta; y las de la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN),
Francisco Spano y Elena Maceiras.
Felicitó a quienes “durante los años
de olvido estuvieron custodiando
esto, porque estaban custodiando el
patrimonio de todos los argentinos”.
La Jefa de Estado destacó la necesidad de producir “energía nuclear
en un mundo con altos problemas
de contaminación y la necesidad de
producir energía tiene que ver con
la necesidad de fijar metas cumplibles, con la necesidad de mantener
el nivel económico que significa
mantener los niveles de empleo,
consumo y progreso social”.
“Vamos dando un paso más en la
recuperación de las décadas que
hemos perdido los argentinos. Estamos devolviendo al país el manejo
de los recursos estratégicos nucleares que habían sido abandonados
allá por la década del 90”, aseguró
Cristina Fernández de Kirchner.
La actividad del Complejo Tecnológico Pilcaniyeu resulta de vital
importancia estratégica, ya que le
permite a nuestro país dominar el
ciclo de combustible nuclear en pos
de generar un desarrollo tecnológico autónomo.
Con este paso, nuestro país consolida su posición en el selecto grupo
de países que controlan este tipo de
tecnología, tal como lo resaltara la
Presidenta, quien también destacó
la transparencia en los objetivos
perseguidos por Argentina en el
desarrollo de la energía atómica:
“Tenemos todos los requisitos a ni-
41 • CNEA
vel internacional que nos colocan a
la vanguardia de los países que están en la no proliferación de armas.
Nuestro país ha garantizado siempre el uso pacífico de este importante elemento”, aseguró.
Autonomía tecnológica,
usos pacíficos,
seguridad
y sustentabilidad
ambiental, convierten
al proyecto Pilcaniyeu
en un eslabón
fundamental del ciclo
del combustible nuclear.
La reactivación del Complejo Tecnológico Pilcaniyeu se inscribe en
la decisión del Gobierno nacional de
incorporar al sector nuclear como
un elemento dinamizador del sistema científico tecnológico y la industria nacional, en el que la CNEA
ocupa un lugar de privilegio.
El acto, además de estimular el trabajo realizado en el Complejo, se
convirtió en una precisa señal que
consolida la autonomía tecnológica
del sector nuclear de nuestro país.
LA PLANTA DE ENRIQUECIMIENTO
Ubicada en el paraje Pichileufú arriba, a 60 kilómetros de Bariloche,
provincia de Río Negro, la etapa
inicial del proyecto de reactivación
del Complejo Tecnológico Pilcaniyeu puso en operación 20 difusores
que se encuentran montados en el
mock-up, un prototipo avanzado
que cuenta con todos los servicios
y capacidades que permitirán producir uranio enriquecido en forma
autónoma.
La decisión del Gobierno nacional
de reimpulsar las actividades de
enriquecimiento de uranio en el
Centro Tecnológico Pilcaniyeu, dentro del marco de la adhesión al uso
pacífico de la energía nuclear y del
cumplimiento de los acuerdos ga-
42 • CNEA
rantizados por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA),
permitirá al país:
• Aumentar la capacidad técnica
preservando los conocimientos adquiridos.
• Extender la infraestructura necesaria para suministrar uranio a las
centrales nucleares de potencia,
asegurando tecnológicamente la
cobertura de la demanda nacional
de insumos nucleares.
• Desarrollar métodos más eficientes de producir uranio enriquecido.
• Capacitar y llevar a cabo el licenciamiento del personal en el manejo
de la tecnología de enriquecimiento
y actividades conexas (alta especialización).
• Mantener a la Argentina como
parte del pequeño grupo de países
poseedores de la tecnología de enriquecimiento de uranio.
CENTRÍFUGAS
Asimismo, la CNEA está desarrollando tecnologías de enriquecimiento de uranio por Centrífugas
y por métodos avanzados asistidos
por Láser (Separación Isotópica
por Laser-Argentino - SILAR). Con
el desarrollo del método SILAR, se
espera alcanzar una eficiencia de
enriquecimiento por etapa de entre
2 y 10, lo cual posibilitara escalar el
mismo a planta piloto para la producción.
Actualmente, se está construyendo
la infraestructura necesaria de los
laboratorios de investigación y desarrollo, localizándose en el Centro
Atómico Constituyentes el labora-
torio de Centrífugas y en el Centro
Atómico Bariloche se está construyendo el Laboratorio Argentino de
Separación Isotópica para Enriquecimiento por Láser. Hasta el momento, se han comenzado los cálculos de los sistemas, con el diseño
y la simulación de las Centrifugas.
Se construyeron distintos subsistemas mecánicos y de electrónica
de control y se inicio el montaje de
un primer prototipo de Centrifuga
en un banco de pruebas. Recientemente, en Bariloche se montó un
laboratorio de diagnostico y análisis
de la interacción de la luz láser con
las moléculas gaseosas de uranio.
REPROCESAMIENTO
DE COMBUSTIBLE GASTADO
Tras años de frustraciones y demoras, la CNEA está finalizando la
construcción de las celdas analíticas aptas para procesos químicos
con materiales radiactivos. Esto,
junto a las celdas calientes ya existentes, le brindan al organismo la
capacidad para el tratamiento de
todo tipo de material irradiado y así
cerrar los conocimientos sobre el
ciclo de combustibles nucleares.
Además se han estado desarrollando las siguientes tareas con respecto al tratamiento de combustible
gastado:
•Evaluación de las modificaciones
requeridas en la instalación del Laboratorio Facilidad Radioquímica.
Confección de expedientes para la
realización de las mismas y gestión
del cambio de licencia de operación
para las nuevas tareas previstas.
•Evaluación de las obras necesarias para poner operativas las Celdas Analíticas del Laboratorio de
Postirradiación. Confección de los
expedientes respectivos, iniciándose próximamente su ejecución.
•Realización de pruebas de proceso de recuperación de material
fisionable para establecer las condiciones de operación para la recuperación de uranio irradiado.
•Ensayo de distintos métodos que
podrían ser utilizados en el control
del proceso.
•Elaboración de un código de cálculo para la simulación del proceso.
•Estudios para reducir los requerimientos de radioprotección de las
instalaciones que tratarán posteriormente el uranio reprocesado. •
Tras años de frustraciones
y demoras, la CNEA está
finalizando la construcción
de las celdas analíticas
aptas para procesos
químicos con materiales
radiactivos
43 • CNEA
Dioxitek, valor agregado
para el combustible nuclear
Con la producción de polvo de dióxido de uranio Dioxitek garantiza la
producción del combustible nuclear de las centrales de nuestro país. Con
este fin, el Gobierno nacional dio su apoyo para comenzar en 2010 el
proceso para la instalación de una nueva planta de uranio para alimentar
un ciclo de combustible nuclear autónomo.
D
ioxitek S.A. es una sociedad
anónima estatal cuyas acciones pertenecen un 99 % a la CNEA
y el 1 % restante a la provincia de
Mendoza. LA CNEA diseñó y construyó la planta para garantizar el
suministro de dióxido de uranio que
se utiliza en la fabricación de los
elementos combustibles para las
centrales nucleares de Embalse
y Atucha I. Está ubicada en la ciudad de Córdoba y es operada desde
1997 por Dioxitek.
El Sistema
de Gestión Ambiental
de Dioxitek tiene
previsto certificar
la Norma ISO 14001
en julio del 2012.
La producción de combustible nuclear implica convertir el uranio en
dióxido de uranio. Esa es la misión
que cumple Dioxitek en Córdoba. Y
por decisión del Gobierno nacional
comenzó en 2010 el proceso de instalación de una nueva planta en La
Rioja para dotar al país de un ciclo
del combustible nuclear autónomo.
A lo largo de 2011, Dioxitek S.A.
comenzó el abastecimiento para
el primer núcleo de la Central Nuclear Atucha II, logrando un hecho
de gran importancia, porque además se mantuvo el suministro normal de polvo de dióxido de uranio
para las Centrales Atucha I y Embalse.
Esto determinó que la planta superara los niveles nominales de
producción de 150 toneladas por
año de dióxido de uranio. Este aumento en la producción fue posible
gracias a la importante inversión en
equipamientos de proceso, instrumentación y control, lo que permitió
optimizar los tiempos de operación.
Este último aspecto posibilitó también que se mejorara la calidad del
polvo de dióxido de uranio a los fines
de cumplimentar con los requisitos
de las nuevas especificaciones para
44 • CNEA
fabricar los combustibles nucleares
para Atucha II. Como resultado de
la optimización del tratamiento de
los efluentes gaseosos y líquidos
de la planta cordobesa se obtiene
como subproducto, nitrato de amonio.
Nueva planta de uranio
En consonancia con los objetivos establecidos por el Gobierno nacional
para la reactivación del sector nuclear argentino, surgió la necesidad
de construir una nueva planta para
la producción de dióxido de uranio
que permita satisfacer los requerimientos nacionales de ese compuesto, que se incrementarán con la
puesta en marcha de Atucha II.
El Proyecto Nueva Planta de Uranio
comprende la selección del emplazamiento, diseño, construcción,
montaje y puesta en marcha del
conjunto de las instalaciones.
Para cumplir el primer objetivo,
Dioxitek y la Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional
Córdoba, suscribieron en 2007 un
convenio para llevar adelante un
estudio destinado a la selección del
lugar de localización de la planta.
Por eso, en el marco del acuerdo de
colaboración entre la provincia de
La Rioja y la CNEA, se inició la búsqueda de un predio en las cercanías
de la ciudad capital de esa provincia, que concluyó con la adquisición
de un terreno de 200 hectáreas.
Además a partir de 2010 se comenzó un plan de actividades conjuntas entre la provincia de La Rioja,
la CNEA y Dioxitek que tiene como
objetivo informar sobre las actividades de la planta para generar un
marco de adecuada información y
participación de la ciudadanía en
el proyecto. Con ese propósito se
vienen realizando desde el 2010,
tareas de divulgación de la actividad de Dioxitek en la comunidad, en
coordinación con las autoridades
provinciales, con especial énfasis
a la asistencia de alumnos de nivel
secundario, terciario y universitario
de La Rioja, como así también a la
visita de integrantes de asociaciones barriales y juntas vecinales de
esa provincia.
Asimismo, en 2011 se concluyó el
trabajo que comprende el informe
preliminar de seguridad, el cual fue
presentado ante la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN), y recientemente se procedió a realizar la
licitación y adjudicación de la ingeniería de base de la nueva planta de
uranio, que se encuentra en plena
ejecución.
Tecnología gamma
Las mejoras en la producción de
Dioxitek S.A. también alcanzaron la
fabricación de fuentes selladas de
cobalto-60 para uso médico e industrial, que la empresa realiza en
el Centro Atómico Ezeiza.
El Cobalto-60 se produce en la
Central Nuclear de Embalse, y
Argentina es el tercer productor
mundial de este importante radioisótopo. La energía ionizante
constituye la llave de un proceso
confiable, económico é inocuo,
en la conservación de alimentos,
tratamiento de residuos, la preservación del medio ambiente y el
mejoramiento de la salud pública.
La Comisión Nacional de Energía
Atómica y Dioxitek S.A. al abocarse
al desarrollo de esta tecnología y
sus aplicaciones, contribuyen decididamente a aportar mejoras a la
calidad de vida. La producción de
Cobalto-60 alcanzó en 2010 un total de casi 4 millones Ci, un 2% más
que el año anterior, cubriendo la
demanda general del país y exportando el 95,5% de la producción, un
6% más que en 2009.
Las fuentes selladas de Cobalto
60 exportadas y las destinadas al
mercado interno fueron casi en su
totalidad fuentes industriales. Además, se exportaron 323.317 Ci en
pellets. Un hecho importante para
Dioxitek fue la exportación de más
de 300 mil Ci de molibdeno-99 elaborado por CNEA. Desde junio de
2010, Dioxitek comenzó con la provisión de contenedores, y la logística asociada para la exportación de
este radioisótopo (Mo-99 de fisión)
a Brasil. El total despachado desde
el comienzo de la actividad hasta
fines de agosto de 2011 es de cerca
de los 9 mil Ci. •
La producción
de Cobalto-60
cubrió en 2010
la totalidad de la demanda
nacional y se exportó
el 95,5% de la producción.
45 • CNEA
Combustibles
para el desarrollo nuclear
La CNEA desarrolla los elementos combustibles necesarios para las centrales nucleares Embalse, Atucha I y II. Asimismo, el diseño del primer
elemento combustible para un reactor tipo PWR, que serán utilizados en
el reactor CAREM, genera un hecho muy significativo para el sector.
E
l relanzamiento del Plan Nuclear significó para las empresas CONUAR y FAE un proceso de
crecimiento, perfeccionamiento y
cumplimiento de destacados objetivos, en consonancia con todo el
sector nuclear. En este período se
ha completado el desarrollo y la
fabricación de los elementos combustibles para el primer núcleo de
la Central Nuclear Atucha II.
Se ha completado el
desarrollo y la fabricación
de los elementos
combustibles para el
primer núcleo de la
Central Nuclear Atucha II.
El proyecto implicó la realización
de importantes inversiones para la
instalación de una tercera línea de
fabricación, adicional a las existentes para las centrales de Atucha I
y Embalse. Fue necesario el desarrollo de equipos y procesos, entre
ellos: la calificación y fabricación
de las vainas por parte de FAE, la
fabricación de las pastillas de dióxido de uranio y la fabricación de las
barras combustibles, procesos que
se completaron utilizando los antecedentes y experiencia de Atucha I.
Los mayores desafíos se encontraban, sin embargo, en la puesta en
marcha de la línea de fabricación y
control de separadores elásticos, y
la construcción del banco de montaje final de elementos combustibles, ya que no se contaba con ex-
46 • CNEA
periencia en el país. Pero gracias
al trabajo conjunto entre la CNEA y
NA-SA, se pudieron completar satisfactoriamente.
Por otro lado, CONUAR realizó una
destacada inversión para la fabricación de componentes especiales.
Así, además de efectuar diversos
suministros de repuestos y componentes a Atucha I y Embalse, la
empresa contribuyó a la finalización del proyecto Atucha II suministrando elementos sofisticados
como canales de refrigeración, boquillas especiales, empalmes roscados y otros componentes críticos,
que forman parte de la estructura
interna del reactor. También llevó a
cabo la modificación del tanque del
moderador para permitir el programa de seguimiento del material del
recipiente de presión.
Una de las actividades más destacadas que realiza la CNEA para
Atucha II es la ingeniería de los
elementos combustibles que se
emplean en dicha central. La actividad realizada en este campo comprende la preparación de los planos
y especificaciones que se emplean
para fabricar los elementos, el diseño y la realización de las pruebas
y ensayos para verificar y calificar el
diseño y la asistencia al fabricante,
evaluando las distintas situaciones
que se pudiesen presentar durante
la fabricación.
Estos ensayos se realizan en un
laboratorio de la CNEA que posee
un circuito experimental en el que
circula agua a alta presión y que simula lo más acabadamente posible
las condiciones en las que se va a
realizar el servicio nuclear de los
elementos combustibles. El aporte
de ingeniería realizado por la CNEA
fue posible, entre otras cosas, merced a los más de 30 años de experiencia de esa área obtenidos en el
diseño y la asistencia técnica al fabricante de los elementos combustibles para la Atucha I y Embalse.
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
PARA EL CAREM
Argentina alcanzó un hito histórico
en materia nuclear al finalizar el
diseño del primer elemento combustible para un reactor tipo PWR,
es decir de agua liviana y uranio
enriquecido. La innovación alcanzada por la CNEA, acompañada por
CONUAR, constituye un paso más
para concretar el proyecto del primer reactor propio, el CAREM.
De esta manera, nuestro país se
ubica junto a Estados Unidos, Francia, España, Rusia, Alemania, Corea
y Japón, en cuanto a la capacidad
para diseñar, desarrollar y fabricar
un elemento combustible para un
reactor de potencia tipo PWR.
En cuanto al proyecto CAREM, se
finalizó con la ingeniería básica de
los elementos combustibles y barras de control de reactividad. Dada
la experiencia adquirida durante la
fabricación de los elementos combustibles prototipos, se están estudiando las modificaciones a introducir en la ingeniería de detalle.
A finales del 2010 se construyó el
primer elemento combustible prototipo y para principios del 2011 el
segundo, ambos escala 1:1. La diferencia entre ambos consiste en
el diseño de los separadores elásticos. El objetivo de los mismos es la
realización de ensayos para la verificación del diseño mecánico. Ambos elementos combustibles están
siendo ensayados en el circuito de
baja presión del CAC.
Los ensayos tienen por finalidad
poder determinar los valores de
pérdida de carga y su comportamiento dinámico frente a las fuerzas generadas por la circulación
del refrigerante.
La innovación alcanzada
por la CNEA constituye un
paso más para concretar
el proyecto del primer
reactor propio, el CAREM
Además, se han fabricado vainas
para barras combustibles en FAE
S.A. y en la Planta Piloto Fábrica de
Aleaciones Especiales (PPFAE) en
Ezeiza, como parte del desarrollo
para las vainas a ser irradiadas en
Halden (Noruega). Se están realizando en el Centro Atómico Constituyentes (CAC) los desarrollos de
las pastillas combustibles, y se espera terminar con la primera etapa
del desarrollo para finales de 2011.
A partir de 2012, se comenzará con
la segunda etapa con la finalidad
de fabricar pastillas combustibles
a escala planta piloto. •
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