ITER: una experiencia a 15 mil millones de euros.
ITER:
una experiencia a 15 mil millones de euros
El reactor de fusión: peligroso
El 16 de mayo de 2011, una delegación del Parlamento Europeo visitó el hotel del Rey René en Aix-en-Provence, donde escuchó varias presentaciones realizadas por los responsables del proyecto ITER. Yo pude entregar a la parlamentaria Michele Rivasi 40 ejemplares de un informe que había impreso en mi casa, que representa una versión resumida de lo que leerán a continuación. La parlamentaria los distribuyó entre el resto de los miembros del Parlamento Europeo.
Aproximadamente 200 manifestantes antinucleares se habían concentrado delante del hotel. Eran pocos, considerando lo que está en juego, y yo era el único científico, e incluso el único ingeniero o técnico. Los manifestantes eran los típicos antinucleares de base.
Cierto que personas como yo se despertaron tras el recordatorio representado por los sucesos de Fukushima. Pero esta conciencia, en mi caso, de lo mortal que puede ser la energía nuclear es definitiva. Simplemente nunca me había planteado esta pregunta. En el pasado, los activistas de primera hora sufrieron en sus carnes los golpes de la policía, las granadas lacrimógenas, o las granadas defensivas que causaron la muerte de Michalon, manifestante contra la instalación del reactor de sobregeneración de Creys-Malville el 31 de julio de 1977, cuando recibió una de estas granadas en el pecho, donde explotó.
Hoy todavía hay personas que se encadenan a los rieles por donde pasan los trenes que transportan residuos radiactivos al "centro de reprocesamiento de La Hague" (de hecho, se trata de un centro de extracción de plutonio, con el que se fabrica el combustible nuclear francés MOX, utilizado en 20 reactores en Francia, el reactor número 3 de Fukushima, y que Francia vende al extranjero). Los encadenados son generalmente desalojados con violencia, muchos resultan heridos, y luchan por que nosotros y nuestros hijos disfrutemos de salud y escapemos a los intereses lucrativos de los nucleópatas.
La caravana mortal debe pasar, a cualquier precio.
Reconozco que me da vergüenza haber reaccionado tan tarde y me da ganas de vomitar al no ver a ninguno de mis colegas científicos o ingenieros unirse a esta protesta legítima. La conciencia del peligro absurdo de la energía nuclear se está formando en este momento, estimulada por la catástrofe de Fukushima, y a pesar del silencio mediático impulsado por los barones del átomo.
Pero antes de esto, quienes se manifestaban contra la energía nuclear eran considerados marginales, soñadores, cuando simplemente tenían una visión más clara y más anticipada de la realidad.
Como veremos más adelante, las cosas son mucho peores de lo que uno podría imaginar.
Hasta ahora, los argumentos presentados contra la instalación del proyecto ITER eran sobre todo de tipo ambiental, si no paisajístico. Acabo de ver un vídeo grotesco, impactante, tomado de una presentación del sitio web del proyecto ITER, donde la guía indica que habían cambiado delicadamente de sitio a los murciélagos para animarlos a hacer sus nidos en otro lugar. También se ha tenido en cuenta la flora protegida.
Pero qué tontería tan grande, cuando descubran lo que sigue.
Conocemos las críticas sobre la radiotoxicidad del tritio, sustancia radiactiva cuya vida media es de 12,3 años. Sí, el problema está ahí y es muy real. El tritio es un isótopo del hidrógeno cuyo núcleo contiene un protón y dos neutrones, a diferencia del núcleo del hidrógeno ligero (un solo protón) y del otro isótopo, el deuterio (un protón y un neutrón). Los tres están acompañados por un solo electrón. Este electrón constituye el "cortejo electrónico" del átomo considerado, que determina las propiedades químicas de la sustancia.
Así, desde un punto de vista químico, el hidrógeno ligero y sus dos isótopos, deuterio y tritio, tienen casi las mismas propiedades.
Cuando el hidrógeno "pesado" se combina con el oxígeno, se obtiene la molécula llamada agua pesada. Todas las combinaciones de los tres núcleos con el oxígeno son posibles, y entre ellas encontramos las moléculas que contienen uno o dos átomos de tritio.
Esta agua rica en tritio será radiactiva.
Los opositores al programa ITER argumentarán que, como el tritio es como el hidrógeno, es por tanto extremadamente difícil confinarlo sin riesgo. Las diminutas moléculas de hidrógeno ligero pueden pasar a través de válvulas y juntas. Aún peor, el hidrógeno puede atravesar paredes sólidas. El tritio es todo un campeón de la fuga, ya que atraviesa juntas y la mayoría de los materiales polímeros.
Desde un punto de vista biológico, no hay peligro ni con el hidrógeno ligero ni con el deuterio. Con el tritio, es otra historia. El átomo de hidrógeno tiene la propiedad de combinarse con una gran cantidad de otros átomos para formar un número considerable de moléculas, tanto en el reino mineral como en el de la bioquímica.
Al hacer esto, este tritio podrá integrarse en las cadenas alimenticias e incluso en el ADN.
Los partidarios de ITER podrán replicar que una fuga o escape de tritio, correspondiente al funcionamiento de la máquina de prueba o de sus descendientes, se traduciría solo en una contaminación insignificante, "no representando ningún peligro desde el punto de vista de la salud pública".
Estamos acostumbrados a oír esto de boca de todos los nucleócratas desde hace varias décadas.
Otro argumento esgrimido por los defensores del proyecto ITER: en el cuerpo humano existen lo que se llama "los ciclos del agua". Si el cuerpo humano absorbe agua de tritio, la devolvería rápidamente a la naturaleza. Su "período biológico" (de un mes a un año) es inferior a su "período radiológico" (Wikipedia).
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme
Las cosas serían diferentes si los átomos de tritio se encontraran unidos, por ejemplo, a moléculas de ADN. Aquí tocamos las consecuencias de una contaminación de baja dosis que ejerce sus efectos a largo plazo.
Y aquí, incluso los partidarios de ITER se encogerían de hombros y dirían que las cantidades de tritio son tan pequeñas que pasarían desapercibidas... etc...
Como conclusión, se puede decir que no se pueden encontrar críticas eficaces en este terreno.
Por supuesto, está el coste del proyecto, que explota y la multiplicación por tres del presupuesto no es sino un pálido comienzo, como veremos más adelante, junto con los riesgos del calendario. La pregunta crucial, y que duele:
¿Y la electricidad, cuándo?
Los aspectos técnico-científicos que trataremos más adelante hacen que sea imposible prever tanto los presupuestos futuros como los plazos, y simplemente en términos de viabilidad y rentabilidad.
Empecemos, en primer lugar, por buscar el origen del proyecto ITER
http://www.iter.org/proj/iterhistory
Leemos que este proyecto surgió de una discusión entre Gorbachov y Reagan que tuvo lugar en Ginebra en 1985, al final de la Guerra Fría.
Reagan y Gorbachov en Ginebra, en 1985
La detención de reservas alucinantes de dispositivos nucleares y misiles ha dado al átomo una imagen totalmente negativa, apenas atenuada por la connotación positiva del nuclear civil. Sabemos, de hecho, que un reactor civil puede convertirse en un reactor plutonígeno y así ser capaz de fabricar el explosivo tipo de las bombas de fisión: el plutonio.
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La catástrofe de Chernóbil nos ha demostrado que este átomo pacífico, del que habíamos soñado que podría traer bienestar a la humanidad, podía destruir su entorno durante un tiempo ilimitado, más allá del tiempo de vida de nuestra especie, y al mismo tiempo mostrarse nocivo para nuestra salud y para el capital genético de la humanidad. Estos argumentos no pueden pasar desapercibidos.
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Si incluimos los problemas intrincables ligados al almacenamiento de residuos y al desmantelamiento de las centrales nucleares, del cual no se tiene ni idea de cómo se va a proceder.
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Incluimos el fenómeno inevitable de la proliferación de armas nucleares.
Añadimos también que un año después de este encuentro ocurrió Chernóbil.
Se hace cada vez más urgente encontrar un "átomo pacífico" que no pueda servir para crear una nueva arma, y cuyos desechos estén constituidos por un gas inofensivo: el helio, que no pueda dar lugar a una dispersión de "materiales sensibles".
Inmediatamente se piensa en los generadores de fusión deuterio-tritio, a los que se atribuye todas las virtudes.
Una energía inagotable, diríamos. Y pensar en las cantidades fenomenales de deuterio y de tritio (o de litio, a partir del cual se puede fabricar el tritio) contenidos en el agua de los océanos.
La energía proveniente de la fusión es primero un mito, muy fuerte, del "átomo benéfico", sin peligro, pacífico y de "energía ilimitada".
Incluimos una imagen que habla al imaginario humano, la de un "sol en probeta".
El hombre siempre ha asociado los grandes fenómenos de la naturaleza con construcciones mitológicas. El agua que cae del cielo permite obtener buenas cosechas. Las civilizaciones precolombianas imploraban al cielo para que les diera ese líquido vital: la lluvia. Pero el agua también es aquella de las inundaciones, la que destruye, la que mata.
Lo mismo ocurre con el Sol. Para los antiguos egipcios, los dioses no eran otra cosa que la manifestación de la divinidad central, solar. Ra era el sol benéfico que auguraba buenas cosechas, mientras que su hermano Seth, el terrible dios sol del desierto árido, era aquel que secaba las cosechas y hacía morir de sed a los viajeros extraviados.
Existe un mito del átomo. Cuando Oppenheimer, que sabía leer sánscrito, vio por primera vez desencadenarse el fuego nuclear ante sus ojos, se puso instintivamente a recitar un poema indio de la Baghavad Gita (verso 33, capítulo 11), que termina con la frase:
Yo soy la muerte, la destructora de todos los mundos.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita
El átomo comienza a formar parte de la historia, a tener un lugar en el imaginario de los hombres, que toma forma de un dios terrible comparable al rayo de Júpiter, al martillo de Thor, con sus connotaciones bíblicas del Apocalipsis, del fin del mundo.
Y luego viene el tiempo del átomo pacífico, que dispensa confort y mejora la calidad de vida. Un átomo que calienta los hogares, alimenta los motores de los AVE que nos transportan tan cómoda y rápidamente.
Pero los dramas de Chernóbil y de Fukushima se imponen como llamamientos al orden brutales, violentos. Entonces el átomo se convierte en algo como una peste blanca, invisible, inodora, lentamente mortal.
Todos no morirán, pero todos han sido tocados...
Aunque el funcionamiento de las centrales parezca efectuarse sin problemas, se han constatado incidencias en el plano sanitario en empleados que trabajan en dichas centrales. Un estudio realizado por el INSERM (Instituto Nacional de la Salud y de la Investigación Médica francés) muestra que se encuentran dos veces más casos de cáncer en estos empleados, aunque los dosímetros indiquen dosis inferiores a las normas fijadas (arbitrariamente) por la Autoridad de Seguridad Nuclear.
Aquí tienen el átomo civil, a pesar del poderoso lobby impulsado por los nucleócratas, que toma una forma inquietante.
Entonces, ¿por qué no fomentamos más "este sol en probeta", este átomo que vuelve a ser benéfico, sin riesgo? Si un avión se estrella sobre un tokamak, o un terrorista comete un sabotaje con explosivos, no habría ningún problema. ¿Cuáles serían las consecuencias? Un poco de deuterio, tritio, litio y helio se escaparían al aire, sin más, diríamos, y al día siguiente el incidente sería agua pasada.
Con la fusión, vemos surgir el mito del "átomo sin riesgo ni residuos".
Como uno puede imaginar, esto no es completamente cierto. La fusión deuterio-tritio produce neutrones que a su vez contaminan todas las estructuras del reactor. Estas se volverían radiactivas por "activación", gracias a las transmutaciones que se producen en todos los materiales expuestos a un flujo importante de neutrones. De esta manera, el desmantelamiento de un reactor de fusión sería igual de complejo, problemático y costoso que el de un reactor de fisión.
Los partidarios del programa ITER objetarían que los residuos generados en la fusión tendrían vidas medias que se cifran en siglos, mientras que la fisión genera radionucleidos mortíferos durante cientos de miles de años.
Una vez hecho este preámbulo, hay que intentar salir del mito, olvidar las frases bonitas, como la del "sol en probeta" y la de "energía ilimitada", ser realistas y examinar la propuesta en términos de viabilidad.
Para hacer esto, tendré que emplear un discurso de físico. En la medida de lo posible me esforzaré para que este discurso sea accesible.
La fusión es una torre de marfil protegida por la extrema complejidad de los fenómenos que conlleva. Y esta es una de las razones que permite a los nucleócratas evitar cualquier pregunta respondiendo "esto es muy complicado". Entonces envían a su interlocutor, eventualmente un político, la nube de tinta de la complejidad que les permite esquivar preguntas incómodas, como un pulpo que suelta su nube de tinta.
Entramos pues en el corazón de estas preguntas científicas, y vamos más allá del típico "bla-bla" para el neófito.
El proyecto ITER se basa en dos series de resultados. Por un lado tenemos el resultado inglés, el del JET (Joint European Torus), obtenido en el laboratorio de Culham en octubre de 1997, donde la inyección de diferentes formas de energía permitió, durante un segundo, la realización de reacciones de fusión, con un coeficiente
Q = 0,7
¿Qué significa este coeficiente Q? Es el cociente entre la energía bruta emitida en la fusión y la energía inyectada en forma de microondas, inyección de partículas "neutras", etc.
Un reactor de fusión produce una energía cuyo flujo es proporcional al volumen de la caldera nuclear, o lo que es lo mismo al cubo de su dimensión característica (tomemos, por ejemplo, el diámetro del toro de plasma).
Las pérdidas de energía se producen en las paredes y son proporcionales a la superficie de la caldera. Varían como el cuadrado de su dimensión característica.
La conclusión es que el coeficiente Q sigue la ley de evolución:
Si el JET se limita a este valor Q = 0,65 significa que la máquina era demasiado pequeña. ITER, dos veces más grande, debería permitir elevar el coeficiente a dos veces más alto, o:
Q = 1,4
En los folletos de ITER, se puede leer que esperan obtener un factor superior a 5, con un tiempo de funcionamiento de entre 400 y 1000 segundos.
Algunos detalles de esta experiencia llevada a cabo en el JET. Este tokamak no está equipado con una bobina superconductora. El campo magnético está creado por un solenoide hecho a base de hilo de cobre. La intensidad de la corriente que pasa por el solenoide es de varios megaamperios, y la disipación de energía en forma de calor por efecto Joule impide prolongar la experiencia.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html
Los sistemas de calentamiento de ITER (microondas, inyección de neutros) constituyen una extrapolación de los instalados en el JET.
Entonces ITER "funcionará".
Nadie lo pone en duda. Se obtendrá la fusión deuterio-tritio, con un coeficiente Q superior a la unidad, y durante un tiempo mucho más largo, gracias a la utilización de una bobina superconductora.
¿Pero esto es todo?
La máquina, como vamos a mostrarlo a continuación, no está completa.
En su estado actual, ni siquiera puede considerarse como prototipo, en vía de validación. Simplemente porque le falta uno, o incluso varios elementos esenciales, si incluimos aquellos cuyo funcionamiento nunca ha sido probado.
El reactor estará cargado con una mezcla 50/50 de los isótopos del hidrógeno, deuterio y tritio. La reacción de fusión hace que los dos elementos desaparezcan para dar lugar a un núcleo de helio, dotado de 2 cargas positivas, a costa de una energía de fusión de 3,5 MeV y produciendo un neutrón de 14,1 MeV.
Fusión deuterio-tritio
El campo magnético de confinamiento impide que el núcleo de helio se marche. Mediante intercambio de energía con los iones de deuterio y de tritio, el átomo de helio contribuye a mantener la temperatura del plasma, que de otra manera se enfriaría por pérdida de energía por radiación. Pero este campo no tiene ningún efecto en el neutrón, que carece de carga, y que impactará las paredes del anillo de confinamiento. Capturado por los materiales que forman parte de la pared, creará radiactividad en dichos elementos por activación, y diversas transmutaciones.
El premio Nobel francés Pierre-Gilles de Gennes dudaba que se pudiera proteger el delicado material de la bobina superconductora del bombardeo de los neutrones resultantes de la fusión. Los materiales superconductores son frágiles. Los daños provocados por los neutrones pueden hacer desaparecer localmente la superconductividad, poner fuera de