Accidente de la planta de tratamiento de combustible nuclear de Tokaimura

Accidente de la planta de tratamiento de combustible nuclear de Tokaimura

La instalación de tratamiento de combustible deuranio se encuentra, en Tokaimura (Japón), a 120km del nordeste de Tokio, en la Prefactura de Ibaraki. Actualmente es propiedad de propiedad de la compañía JCO.

El accidente nuclear de la instalación tuvo lugar el 30 de septiembre de 1999, en el edificio de conversión de la planta.

La instalación consta de tres edificios auxiliares de conversión de uranio:

• • Uno con una capacidad anual de 220 toneladas de uranio por año para bajo enriquecimiento (aproximadamente el 5%).

  • Otro con una capacidad anual de 495 toneladas de uranio por año para bajo enriquecimiento (menor del 5%).

  • Otro, el que tuvo el accidente, con una capacidad anual ligeramente superior a 3 toneladas de uraniopor año para alto enriquecimiento (no superior al 20%).

En este tercer edificio, se produce polvo de óxido de uranio concentrado a partir de la transformación de hexafluoruro de uranio. No solía funcionar continuadamente, empleandose solo para encargos muy concretos de producción inmediata. Prácticamente solo estaba en funcionamiento 2 meses al año.

Causas del accidente

Para entender qué sucedió primero tenemos que explicar brevemente el proceso de enriquecimiento deuranio en la planta de Tokaimura.

El proceso de enriquecimiento de uranio se realiza convirtiendo previamente el uranio en un compuesto, el hexafluoruro de uranio, que es gaseoso en condiciones normales. El siguiente paso, es la conversión del uranio enriquecido en forma de hexafluoruro de uranio en óxido de uranio, lo que se logra en un tanque con una disolución acuosa de nitrato de uranilo.

El compuesto se convierte por precipitación y sedimentación, y posteriormente por calcinación, en pastillas de combustible cerámico, que constituirán los elementos de combustible de algunos reactores nucleares.

Según el procedimiento interno de operación establecido, la disolución de óxido de uranio (U3O8) debía estar en un tanque dispuesto para tal fin, transfiriéndose después a una solución de nitrato de uranilo puro y homogeneizándose con una purga de nitrógeno gas.

Posteriormente, la mezcla se vertía al tanque de precipitación refrigerado por agua para evacuar el calor residual generado por la reacción exotérmica que se produce.

Para prevenir la aparición de una criticidad (una reacción de fisión en cadena automantenida), el procedimiento establecía unos límites para la cantidad de uranio que debía ser transferida al tanque de precipitación, una cantidad máxima de 2,4 Kilogramos de uranio.

El procedimiento de trabajo fue modificado en noviembre de 1996, sin permiso de las autoridades reguladoras competentes, permitiendo el tratamiento de la disolución del óxido de uranio en baldes de acero inoxidable, que no cumplían las medidas adecuadas. Este nuevo método de trabajo había sido llevado a cabo varias veces antes de que ocurriera el accidente.

Así, al preparar el combustible del reactor JOYO en septiembre de 1999, los trabajadores disolvieron el polvo de U3O8 en ácido nítrico en los baldes de acero inoxidable y vertieron la solución directamente en el tanque de precipitación.

La solución empleada de 16 litros de óxido de uranio, enriquecida al 18,8% de uranio-235, fue repartida en cuatro baldes de acero inoxidable para verterla en el tanque de precipitación.

En la mañana del 30 de septiembre, cuando el volumen alcanzó los 40 litros, equivalentes a 16 Kilogramos de uranio, muy superior a la cantidad inicialmente limitada, se alcanzó la masa crítica necesaria para que se iniciara una reacción de fisión nuclear en cadena auto-mantenida, acompañada de la emisión de neutrones y radiación gamma.

Consecuencias del accidente

El accidente afectó directamente a los tres operarios que preparaban la muestra, que tuvieron que ser hospitalizados, dos de ellos en condiciones críticas, y que murieron uno a las 12 semanas y otro, transcurridos 7 meses.

Además, 56 trabajadores más de la planta se vieron expuestos a la radiación, de los cuales, al menos 21 personas recibieron dosis importantes y tuvieron que estar bajo evaluación médica.

En un radio de 200 metros alrededor de la instalación, fue restringido el acceso, y de forma adicional, las autoridades japonesas establecieron medidas de evacuación de 161 personas, de las zonas situadas a una distancia de 350 metros de la planta.

Como medida preventiva, las 310.000 personas que vivían a 10 km fueron avisadas para que no salieran de sus hogares, hasta que la situación estuviera bajo control, durando su confinamiento 18 horas.

Una vez que la criticidad finalizó, añadiendo ácido bórico a la solución del tanque de precipitación, y gracias a los sistemas de contención del emplazamiento, siempre en depresión con respecto al exterior, los niveles de radiación en los exteriores volvieron a la normalidad.

Según el OIEA, los niveles de radiación de las áreas cercanas a la planta, a mediados del mes de octubre de 1999, habían recuperado los niveles de fondo natural. La medida de yodo-131 en suelos y en vegetación fuera de la instalación, determinó que los alimentos no se habían visto afectados.

El accidente se clasificó como nivel 4 según la Escala INES (“accidente sin riesgo significativo fuera del emplazamiento”), ya que las cantidades de radiación liberadas al exterior fueron muy pequeñas, y dentro de los límites establecidos, pero dentro del emplazamiento, los daños producidos en los equipos y barreras biológicas fueron significativos, además de la fatal exposición de los trabajadores.

A partir del accidente, al que todos los indicios apuntan como un fallo humano, las plantas de fabricación de combustible en Japón, fueron automatizadas completamente, para asegurar que un accidente de criticidad no volviera a producirse, equipando los sistemas con equipos de control neutrónico, y empleando métodos de conversión en seco, intrínsecamente más seguros.