Por su gravedad, lo ocurrido en la planta de Chernobyl ocupa el primer puesto en la Escala Internacional de Accidentes Nucleares. A este desastre le sigue lo ocurrido en la planta nuclear de Fukushima y en Kyshtym. Tras ellos, el peor accidente nuclear en la historia de Reino Unido: el incendio de Windscale.

Existen muchos paralelismo con lo ocurrido en Gran Bretaña y lo ocurrido casi a la misma vez en la antigua Unión Soviética. Como contamos hace un tiempo, el desastre de Kystym vino precedido por el contexto del final de la Segunda Guerra Mundial.

Para los soviéticos, se trataba de cortar la brecha en la tecnología armamentística, razón por la que la URSS encargó un extenso complejo de producción de plutonio en las montañas del sur de los Urales. De forma clandestina, Mayak Combine debía operar en lo que más tarde se iba a convertir en Chelyabinsk 40. En unos pocos años, los nuevos reactores nucleares estaban bombeando plutonio para alimentar las primeras armas atómicas de la Unión Soviética.

Imagen: Mapa del Rastro Radiactivo del Este de los Urales (Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0)

Debido a las prisas por comenzar la producción, los ingenieros soviéticos no tuvieron tiempo para establecer procedimientos adecuados en el manejo de los desechos, por lo que la mayoría de los subproductos se trataron diluyéndolos en agua y arrojando el efluente al río Techa.

¿Qué ocurrió? En 1957, varios depósitos de material altamente radioactivo explotaron, contaminando un área enorme en lo que se conoció como el desastre de Kyshtym, el tercer caso de contaminación nuclear más grave de la historia solo por detrás de Fukushima y Chernobyl.

Desgraciadamente, en el continente europeo estaba teniendo lugar una historia similar no muy lejos de allí. Hasta que Chernobyl explotó en 1986, el incendio que devastó el reactor de uranio en Windscale en octubre de 1957 fue el desastre nuclear más terrible de Europa.

La bomba atómica británica

El diseño del reactor número 1 de Windscale
Imagen: HereToHelp (CC BY-SA 4.0)

Durante la Segunda Guerra Mundial, el Proyecto Manhattan como defensa contra la Alemania nazi encendió la participación del Reino Unido en la fisión nuclear como arma militar.

El famoso proyecto fue un esfuerzo de colaboración entre Estados Unidos, Reino Unido y Canadá. Sin embargo, cuando terminó la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos cerró su programa de armas nucleares al resto de países.

Por esta razón, y en un intento por mantener su posición como potencia mundial, Reino Unido aceleró su investigación y tecnología para construir su propio proyecto de armas nucleares, en esencia, la idea era crear la primera bomba atómica británica.

La construcción se llevó a cabo a una velocidad vertiginosa cuando los líderes políticos presionaron a los científicos para que completaran el proyecto en tiempo récord. Así, en un espacio de cuatro años, se construyeron dos pilas (reactores) Windscale en Cumbria, Nueva Inglaterra.

Imagen: Diagrama esquemático del reactor (Wikimedia Commons)

Cada pila se albergaba por separado en grandes edificios de hormigón separados en Sellafield, una antigua fábrica de artillería de la Segunda Guerra Mundial. Además, cada uno fue alimentado por 180 toneladas de uranio metálico. Los reactores fabricaron el plutonio utilizado para las armas nucleares, así como el polonio y el tritio utilizados como activadores de la fisión.

Los reactores de fisión tenían una configuración enfriada por aire que permitía a cada uno agotar su exceso de calor a través de una chimenea extremadamente alta. El tipo de reactor como los de Windscale crean plutonio al bombardear el isótopo más común del uranio (uranio-238) con neutrones. De esta forma, cualquier átomo de uranio que absorba un neutrón se convierte brevemente en uranio-239, un elemento inestable que se descompone rápidamente en neptunio-239.

Con una vida media de solo 2.300 días, este elemento también decae muy pronto, resultando entonces en el plutonio-239 deseado.

Más datos sobre los reactores británicos. Ambos estaban fuertemente protegidos, compuestos por una pila de ladrillos de grafito enormes. Una serie de perforaciones verticales a través de estos bloques actuaban como canales para las barras de control del reactor que se usaron para absorber los neutrones sueltos y, por tanto, gobernar la tasa de fisión.

Cientos de canales horizontales se tallaron en los bloques en un patrón octagonal con la idea de insertar recipientes repletos de cualquier sustancia que los científicos e investigadores deseaban bombardear con neutrones. Muchos de ellos contenían uranio para convertirlo en plutonio, pero otros eran cartuchos de isótopos especiales para producir radioisótopos.

Los botes se colocaron en su lugar a través de la parte frontal del reactor, y una vez que los neutrones hacían su trabajo y convertían una buena parte del uranio metálico en plutonio, eran expulsados ​​a través de la parte posterior hacia un conducto de agua para el enfriamiento.

El propio reactor se enfriaba por medio de un conducto de aire impulsado por un ventilador que forzaba el aire sobre el núcleo del reactor y las pilas de descarga. Como modificación de último hora, y con un gran esfuerzo y gasto de por medio, se agregó un sistema de filtrado a la parte superior de cada chimenea, filtros que entramaban una gran dificultad de ingeniería y un valor cuestionable, pero que resultarían claves para que el incendio que iba a tener lugar no llegara a cotas más terribles.

En cualquier caso, como resultado de estos esfuerzos Gran Bretaña pudo explotar sus propias bombas atómicas en 1952. El Reino Unido se convirtió en una potencia nuclear y se ganó un asiento permanente en el consejo de seguridad de la ONU gracias a sus ingenieros y científicos nucleares.

Sin embargo, el éxito tuvo un precio terrible. Los científicos no tuvieron tiempo de pensar en los desechos producidos por su programa de bombas atómicas, un punto que demostró claramente otro edificio del legado de Sellafield, el denominado B41.

Hoy todavía almacena el revestimiento de aluminio para las barras de combustible de uranio que se quemaron dentro de las Pilas 1 y 2. Ese aluminio planteaba serios problemas de eliminación cuando se retiró, en un estado altamente radioactivo, de los dos reactores a medida que se retiraba su combustible y se extraía su plutonio.

Sellafield
Imagen: Ben Brooksbank (CC BY-SA 2.0)

Otro de los problemas que se dio tuvo que ver con lo que se conoce como efecto Wigner. Durante la construcción de la planta nadie cayó en la cuenta de que el grafito sometido a un bombardeo de neutrones tiende a almacenar la energía Wigner dentro de su estructura. Y si no se controla, el grafito tiene una tendencia a liberar espontáneamente dicha energía acumulada en un poderoso estallido de calor.

¿Qué hicieron? Para combatir la acumulación de energía Wigner activaron un proceso mediante el que se permitió que la energía acumulada escapara al calentar los ladrillos de grafito a más de 250 grados centígrados. La razón se debe a que a tales temperaturas la estructura del grafito se expande lo suficiente como para permitir que las moléculas desplazadas vuelvan a su lugar y liberen su energía almacenada gradualmente, produciendo así una liberación uniforme que luego se extiende por todo el núcleo. Ese proceso es el tratamiento térmico que se denomina como recocido.

Un proceso que se ejecutaba cada pocos meses, siempre mientras el reactor estaba cargado al completo con sus más de 30.000 botes de uranio metálico.

Las dos Pilas de la planta
Imagen: Chris Eaton (CC BY-SA 2.0)

Este proceso, a priori una idea genial que lograba evitar la acumulación excesiva de energía Wigner, supuso un problema indetectable para los operarios e ingenieros: dado que los reactores no fueron diseñados para tener en cuenta el proceso, el equipo de monitoreo tendió a proporcionar retroalimentación engañosa a los operadores del reactor.Dicho de otra forma, los ciclos de recocido que se realizaban cada X meses eran impredecibles, liberando energía acumulada a temperaturas que variaban de una instancia a otra.

Así llegamos al año del incendio. En 1957, los operadores modificaron sus procedimientos para exigir un recocido cada 40.000 megavatios al día en lugar de cada 30.000. Un paso adoptado por la energía Wigner excesiva que permanecía en las pilas de grafito entre los ciclos.

El peor accidente nuclear de Gran Bretaña

El 7 de octubre de 1957, los operadores de la Pila 1 comenzaron lo que sería su ciclo de recocido final. Después del calentamiento inicial del núcleo del reactor, las barras de control se reinsertaron para ralentizar el proceso de fisión y permitir que el reactor se enfríe.

Sin embargo, los monitores de temperatura indicaron una disminución prematura de la temperatura en el núcleo, lo que llevó a los operadores a creer que el recocido no se había iniciado con éxito. Sin saberlo los trabajadores, las lecturas que producían sus equipos eran inexactas debido a una combinación de instrumentos colocados incorrectamente y una distribución de calor desigual causada por focos de energía Wigner más altos de lo normal.

Imagen: Operario en Windscale (AP)

Esta reacción en cadena produjo que, sobre la base de una información engañosa, los operadores tomaran una decisión que iba a resultar decisiva: reiniciaron el proceso de recocido calentando el reactor una vez más.

¿Qué ocurrió? Que cuando se retiraron las barras de control para permitir que aumentaran las reacciones de fisión, la temperatura dentro de la pila de grafito aumentó a niveles peligrosos. El calor llegó a ser tan extremo dentro del núcleo que uno de los recipientes que contenían isótopos de uranio o magnesio/litio se rompió, derramando todo su contenido y provocando la oxidación.

Los bloques de grafito, una sustancia que no puede arder en el aire, excepto en condiciones extremas, comenzaron a arder. Para día 10 de ese mes, tres días después del ciclo del recocido iniciado, los operadores sintieron que algo andaba mal cuando algunos instrumentos indicaron que la temperatura central no estaba bajando lentamente como se esperaba, sino que en realidad aumentaba.

Imagen: Planta de Windscale (AP)

Los peores presagios llegaron cuando los operadores se dieron cuenta de que las agujas estaban clavadas en los medidores de radiación en la parte superior de las pilas de descarga.

La realidad era que el reactor uno llevaba casi cuarenta y ocho horas en llamas. Las celdas de combustible de uranio se habían disparado con el incendio alcanzando los 1.300 C y los trabajadores comenzaron una lucha contrarreloj por detener a toda costa la explosión de toda la instalación.

Para ello, los hombres que llevaban trajes de radiación utilizaron tuberías de andamios con las que intentar empujar las barras de combustible que ardían fuera del reactor de grafito. Los altos niveles de radiación significaban que solo podían pasar unas pocas horas en el reactor, así que decidieron buscar más voluntarios en los alrededores.

Imagen: La planta en 1962 (AP)

El agua no logró apagar el incendio y éste solo se extinguió cuando los operadores cerraron el aire en la sala del reactor. Los hombres intentaron encender los ventiladores de enfriamiento a plena potencia para purgar el calor, pero el oxígeno proporcionado por el esfuerzo solo alimentó el fuego más y más.

Se adoptó una medida extrema: tomaron prestadas veinticinco toneladas métricas de dióxido de carbono líquido de los reactores de la estación vecina Calder Hall, recientemente construidos y enfriados con gas. Se equipó el equipo para entregar el dióxido de carbono, pero el calor del fuego fue tan intenso que el oxígeno se liberó de los átomos de carbono al contacto, alimentando el incendio a una intensidad renovada.

Tras 24 horas, el fuego dentro del reactor finalmente se extinguió, pero el espectacular incendio se mantuvo quemando durante tres días y se liberaron y extendieron importantes cantidades de material radioactivo, especialmente el yodo-131, en todo Reino Unido y parte de Europa.

Imagen: Eliminación de residuos atómicos de la planta (AP)

De hecho, se estima que alrededor de 240 casos de cáncer de tiroides fueron causados directamente ​​por la fuga radioactiva, y toda la leche producida en las granjas dentro de 800 km2 de la zona fue vertida al mar durante un mes después del incendio como medida de prevención ante una posible contaminación de Iodine-131.

A diferencia de Chernobyl (se estima que el material radioactivo que se escapó fue 1.000 veces menor) o Fukushima, no causó ninguna muerte o lesión inmediata a ningún miembro del personal del reactor o miembros de la comunidad circundante. Se determinó que la cantidad de radiación dañina habría sido mucho mayor si no fuera por los filtros instalados a última hora sobre las dos chimeneas de más de 100 metros de altura (en vez de en su base).

Sin embargo, el incendio de Windscale se mantiene en el cuarto puesto (nivel 5) de esa temible lista de la Escala Internacional de Accidentes. De hecho, la Pila 1 todavía contiene aproximadamente quince toneladas de uranio cálido y altamente radioactivo, y no se espera que la limpieza termine hasta el año 2070.

Al igual que en el desastre de Kyshtym de la antigua Unión Soviética, el trasfondo de la construcción de las torres fue el resultado de la rápida y accidentada escalada en la carrera de armamentos nucleares de la Guerra Fría de los años cincuenta. La velocidad era esencial por desarrollar armas nucleares y el gobierno del Reino Unido quería producir plutonio para armamento y demostrar así que podía seguir el ritmo de sus aliados de Estados Unidos. [Wikipedia, BBC, The Guardian, Telegraph, Windscale 1957: Anatomy of a Nuclear Accident, The Guardian]

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Miguel Jorge

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