35 años del reactor TRIGA Mark III

El ININ hoy
35 años del reactor TRIGA Mark III
Proyecto del arquitecto Pedro Moctezuma del edificio que alojaría al reactor TRIGA Mark III
El pasado 8 de noviembre de 2003 se cumplieron 35 años de la primera operación del
TRIGA Mark III del Centro Nuclear Doctor
Nabor Carrillo Flores (ININ), único reactor
nuclear de investigación en México. En esta
ocasión, Contacto Nuclear les presenta la
reseña histórica del suceso.
ANTECEDENTES
La Comisión Nacional de Energía Nuclear
(CNEN), antecedente institucional del ININ,
inició sus operaciones a partir de 1956.
Durante sus primeros años, la CNEN fincó
las líneas de investigación científica y tecnológica en programas varios.
El Programa de Reactores comenzó en
1960 y su actividad se desarrolló principalmente a través del llamado grupo de reactores, integrado por científicos especializados ex profeso en instituciones extranjeras. Se atendieron trabajos como cálculos
de redes (disposición geométrica del moderador y el combustible en el reactor) para
reactores subcríticos, ingeniería de reactores, química de reactores y materiales nucleares.
Para cumplir sus funciones, el Programa de
Reactores contaba con tres dependencias:
1) Laboratorio de Tecnología Nu-
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Contacto
Nuclear
clear: con equipo especializado.
2) Laboratorio del Reactor: para
trabajar problemas relacionados
con física de reactores nucleares;
3) Sección de Materiales Nucleares: encargada de llevar a cabo estudios químico-metalúrgico en materiales nucleares.
El 9 de mayo de 1964 se iniciaron las obras
para la construcción del Centro Nuclear de
México en Ocoyoacac, Estado de México,
su sede actual. En él se instalaron los laboratorios de la CNEN, anteriormente dispersos, y se agregaron otros.
El 1° de julio de 1968 comenzó a operar la
Dirección del Reactor y con ella comenzó
la instalación del TRIGA Mark III, reactor con
tecnología de punta en la fecha.
El primer director general del Centro Nuclear, el doctor Carlos Graef Fernández, expuso ante la H. Cámara de Diputados algunas particularidades del reactor. A continuación se reproducen algunos conceptos del
citado discurso:
«...Las tres primeras letras de TRIGA señalaban las finalidades del mismo: la «T»
(training), se refiere a la capacitación de
personal; la «R» (research), representaba la
investigación científica y la «I» (isotope),
hacía alusión a la producción de isótopos.
Las dos últimas letras de TRIGA corresponden a General Atomic, el fabricante. El complemento del nombre Mark III aludía al
modelo del reactor
El TRIGA Mark III fue y es considerado muy
seguro, ya que el combustible mismo del
reactor contiene el extinguidor, el cual ac-
túa y detiene de golpe la combustión cuando la temperatura del combustible nuclear
pasa de los 350 grados centígrados.
El citado extinguidor del reactor es hidruro
de zirconio, mezclado homogéneamente
con el uranio natural y el uranio 235 en los
elementos del combustible.
En los reactores se controla la reacción de
fisión por medio de barras de control que
detienen o mantienen la liberación de energía. Estas barras se pueden introducir y sacar a voluntad entre los elementos de combustible nuclear.
El reactor del Centro Nuclear, se encuentra
en una piscina, en la que el agua además
de ser un moderador y un refrigerante, permite a los operadores ver lo que ocurre en
el núcleo...»
Terminada la instalación, se programó el
arribo del combustible nuclear. Éste llegó a
la Ciudad de México. Su traslado fue todo
un acontecimiento coordinado por el Ejército Mexicano, la Policía Federal de Caminos y otros cuerpos de seguridad creados
especialmente para custodiar la carga. En
cada punto del trayecto, se verificaron minuciosamente los niveles de radiación.
El reactor TRIGA Mark III alcanzó su primera criticidad a las 11:10 horas del 8 de noviembre de 1968, con el siguiente equipo
de trabajo: operador: Arnulfo Morales Amado -el único con licencia para manejar un
reactor; ayudante del operador: Fernando
López Carrasco; carga de elementos combustibles: Enrique Ortega Espinosa; ayudante: Felipe Razo; supervisiores de la Gulf
General Atomic: Charles Coffer y Michael
de Groot. En esta primera criticidad del reactor estuvieron también presente Carlos
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Graef Fernández, Alberto Barajas, Antonio
Ponce, Romeo España, Ignacio Maldonado,
Ricardo Corona y Víctor Ley Koo.
Esa misma noche, a las 23:10 horas, el doctor Graef dispuso continuar la carga de combustible hasta completar la prevista para
producir una potencia térmica de un
megawatt y por primera vez se observó en
el Centro Nuclear el aura azul celeste del
efecto «Cerenkov» (Foto de portada).
Primera operación a potencia del reactor. 8 de noviembre de 1968
Generalidades del TRIGA Mark III
Los reactores nucleares son instalaciones
en las que puede iniciarse y mantenerse
bajo control una fisión nuclear, comúnmente conocida como reacción en cadena. Esta
reacción se da cuando algunos átomos pesados, por ejemplo de uranio, capturan un
neutrón, se vuelven inestables y se produce el rompimiento o fisión.
La reacción de fisión se vigila inicialmente
acercando una fuente de neutrones a los
combustibles. En el reactor TRIGA se utiliza
una fuente de americio-berilio (Am-Be), el
americio es un elemento inestable que
emite partículas alfa, estas son absorbidas
por el berilio, éste se vuelve inestable y emite
un neutrón que, al ser absorbido por el uranio, produce la fisión y emisión de nuevos
neutrones, amplificando así la reación de
fisión en cadena.
En el caso del reactor TRIGA Mark III, su
combustible está compuesto por una aleación de uranio-zirconio-hidrógeno, el uranio representa un 8.5% del peso total, el
zirconio 89.85% y 1.65% corresponde al hidrógeno. Esta composición le da caracterís6
Contacto
Nuclear
ticas de seguridad muy importantes al reactor.
La potencia del reactor se controla mediante la extracción o introducción de las barras
de control (estas barras tienen boro que es
un buen absorbedor de neutrones). Mediante estas barras se mantiene una determinada cantidad de reacciones de fisión en el
reactor (potencia estable) o se permite el
incremento o disminución de las mismas,
hasta alcanzar la potencia deseada o el
apagado del reactor.
Actualmente, los 3 principales usos del reactor, son
Š
Análisis por activación: Técnica que
consiste en exponer una muestra al
campo de neutrones , la cual al absorberlos se torna inestable y emite rayos
gamma con una cierta energía y un cierto ritmo que le son característicos lo cual
permite establecer de qué elemento se
trata.
Š
Producción de radioisótopos: Algunos materiales se colocan en el campo
de neutrones para obtener isótopos
no elimina el cáncer, pero mejora la
calidad de vida al enfermo.
inestables que emiten radiación (rayos
gamma, partículas beta) utilizados en
medicina para diagnóstico o tratamiento
de enfermedades u otras aplicaciones
en la industria, la agricultura, etc.
Por otra parte, actualmente se produce
y distribuye también el radiofármaco
153
Sm-MH para el tratamiento de la
artritis reumatoidea, aprovechando que
la radiación beta que emite el
radioisótopo 153Sm permite destruir la
membrana sinovial que se produce en
las articulaciones. Este producto se inyecta directamente sobre la articulación
afectada y es capaz de evitar la intervenciones quirúrgicas para retirar el
sinovio (sinovectomía).
Mención especial merece el
radiofármaco 153Sm-ETMP1 desarrollado en el ININ y utilizado como paliativo
del dolor. Es aplicable a enfermos terminales de cáncer óseo, el cual se deriva en un 80 por ciento de los casos
de un cáncer primario de mama, pulmón o próstata. El empleo del
radiofármaco disminuye en un 70 por
ciento los dolores producidos por el
cáncer óseo, además de que el efecto
de una sola inyección perdura por varios meses, permitiendo al paciente
desempeñar prácticamente su vida
normal. El suministro de este fármaco
Para los dos fármacos mencionados, el
samario radiactivo se produce en el
TRIGA Mark III del ININ, en donde se
introduce este elemento en su forma
estable y al bombardearse con
neutrones se vuelve radiactivo.
Š
Capacitación de Personal: El reactor también se utiliza para adiestrar
personal en la operación de reactores
nucleares. “
Núcleo del reactor TRIGA Mark III
(arriba) y vista general de la
constrcción del mismo
Contacto
Nuclear
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