FIJACION DE YODO RADIOACTIVO EN UN REACTOR NUCLEAR.

Procedimiento en el que se introduce un medio de reducción en el sistema de refrigeración de un reactor nuclear refrigerado por agua,

caracterizado porque, el medio de reducción se aporta al sistema de refrigeración al efectuar la parada del reactor y/o durante el subsiguiente régimen de postenfriamiento, y por medio del medio de reducción se fija yodo radioactivo durante la realización de los trabajos de mantenimiento estando abierto el sistema de refrigeración y de este modo se impide que el yodo radioactivo pase a la atmósfera

Fijación de yodo radioactivo en un reactor nuclear.

Durante el funcionamiento de los reactores nucleares se produce constantemente yodo radioactivo (J-131). El yodo es muy volátil y se deposita en la glándula tiroides de las personas. Por este motivo el yodo radioactivo representa una fuente de riesgo considerable para la salud humana.

Para llevar a cabo trabajos de inspección y mantenimiento es preciso que los reactores nucleares se paren periódicamente y se abran los sistemas expuestos a radioactividad, por ejemplo el sistema de refrigeración y/o el núcleo del reactor. Para impedir que al hacerlo escape yodo radioactivo es preciso aplicar medidas complejas de aspiración que pueden durar varios días. Si hay barras combustibles defectuosas entonces se forman en mayor cantidad compuestos de yodo aerotransportados, lo que requiere un gasto considerablemente mayor de protección contra radiaciones.

El tiempo necesario para llevar a cabo los trabajos de inspección y mantenimiento se basa en una parte considerable en las medidas de aspiración necesarias de protección contra la radiación que se han de llevar a cabo antes de abrir los sistemas que conducen radioactividad. Cuanto más largo sea el tiempo que transcurre entre una parada y el nuevo arranque del reactor nuclear, tanto mayores son los costes que se producen debido a falta de producción, ya que durante este período de tiempo no se puede producir corriente. Por este motivo tiene una considerable importancia económica poder acortar los tiempos de parada de un reactor.

El objetivo de la invención es el de mostrar una forma cómo se puede contrarrestar un escape de yodo radioactivo de un reactor nuclear por vía aérea y se pueden realizar más rápidamente los trabajos de inspección y mantenimiento.

Este objetivo se resuelve por el procedimiento dado a conocer en la reivindicación 1.

Mediante el empleo de un medio de reducción se puede contrarrestar en un reactor nuclear un escape de yodo radioactivo.

Mientras que las moléculas de yodo y las moléculas que contengan yodo son muy volátiles, en cambio los iones yoduro permanecen en solución acuosa incluso a altas temperaturas y no pasan a la atmósfera situada encima. Cuando el agua se evapore totalmente los iones yoduro forman con los cationes contenidos en el agua, por ejemplo cationes sodio, sales no volátiles de alto punto de fusión. Los iones yoduro se pueden eliminar de la fase acuosa mediante un intercambiador de iones.

De acuerdo con la doctrina de la presente invención se pueden reducir mediante el empleo de un medio de reducción moléculas de yodo y compuestos que contengan yodo, de modo que se formen iones yoduro. Esta forma de proceder es especialmente adecuada para yodo que esté disuelto en el agua de refrigeración del reactor nuclear. Para fijar el yodo que ya se encuentre en una fase gaseosa se puede pulverizar un medio de reducción, preferentemente un compuesto orgánico, en solución acuosa y rociarlo a modo de niebla. Si en la fase gaseosa reinan temperaturas elevadas entonces son también especialmente adecuados los medios de reducción que fijen el yodo mediante una reacción de adición. Para ello son especialmente bien adecuados los compuestos orgánicos con enlaces insaturados (es decir con anillos aromáticos o con enlaces dobles y triples entre los átomos de carbono), por ejemplo Butindiol.

Un hallazgo importante de la presente invención consiste en que para obtener una protección contra radiaciones durante la realización de los trabajos de inspección y mantenimiento no es necesario fijar el yodo radioactivo de modo permanente, incluso durante en las condiciones de trabajo del reactor. En cambio basta si el yodo radioactivo se mantiene fijado mientras duren los trabajos de mantenimiento durante los cuales están abiertos los sistemas que conducen radioactividad. Por ese motivo son adecuados para la presente invención productos tales como butindiol, que durante el funcionamiento del reactor se descomponen rápidamente por la acción de la radiación o de la temperatura. Y es que no molesta si por ejemplo el yodo fijado en el circuito de refrigeración vuelve a quedar libre una vez terminados los trabajos de mantenimiento, puesto que entonces ya no puede escapar del sistema de refrigeración cerrado.

Dentro del marco de la presente invención no hay que entender el concepto de "fijar" en su sentido químico más estrecho, de modo que el yodo radioactivo tenga que establecer un enlace químico con el medio de reducción. Es suficiente por el medio de reducción impida de algún modo que el yodo radioactivo pueda escapar a la atmósfera. Por ejemplo, el yodo se puede fijar como ión yoduro en solución acuosa o mediante una reacción de adición durante la cual tiene lugar un enlace químico con el medio de reducción y se precipita junto con éste.

En el sistema de refrigeración de un reactor de agua ligera se alcanzan durante el funcionamiento temperaturas de varios cientos de grados centígrados. En estas condiciones pueden causar daños las sustancias extrañas, especialmente por corrosión, por lo que se vigila cuidadosamente de que el agua de refrigeración empleada esté lo más exenta posible de impurezas. En las condiciones de funcionamiento del reactor las moléculas orgánicas se descomponen muy rápidamente en el circuito de refrigeración y pueden constituir por lo tanto una fuente de sustancias extrañas corrosivas. Para evitar daños, el medio de reacción conforme a la invención debería estar lo más exento posible de halógenos y de azufre, ya que en caso contrario podrían formar productos corrosivos de descomposición a partir del medio de reducción.

Sorprendentemente, el dióxido de carbono no es crítico a pesar de su efecto ácido como producto de descomposición de un medio de reducción orgánico en el circuito de agua de refrigeración de un reactor de agua ligera, por lo que se pueden añadir al refrigerante sin problema medios de reducción orgánicos en concentraciones de algunos cientos de miligramos por kilo, lo que es más que suficiente para una fijación eficaz del yodo radioactivo.

Los ensayos han demostrado que los sistemas de refrigeración de los reactores de agua a presión son considerablemente menos propensos a sufrir daños causados por sustancias extrañas que los sistemas de refrigeración de los reactores de agua en ebullición. Dentro del marco de la invención se ha hallado que incluso los medios de reacción que contengan nitrógeno tal como por ejemplo hidracina, se pueden emplear en el sistema de refrigeración de un reactor de agua a presión, por lo menos con unas concentraciones de algunas decenas de miligramos por kilo de agua de refrigeración, sin que se causen daños por los productos de descomposición que contienen nitrógeno.

Por el documento DE 3100112 A1 se conoce el empleo de almidón insoluble en agua como material filtrante para eliminar yodo elemental del agua de una central nuclear que se trata de depurar.

Para contrarrestar la corrosión por tensiones se conoce también por el documento DE 10123690 A1 el hecho de añadirle un alcohol al refrigerante primario de un reactor de agua en ebullición durante el funcionamiento.

La invención se explica a continuación con mayor detalle sirviéndose de ejemplos de realización. Las particularidades ahí descritas pueden emplearse de modo individual o combinadas entre sí para crear realizaciones preferentes de la invención.

Si se para un reactor de agua ligera para realizar trabajos de mantenimiento en los cuales sea necesario abrir sistemas que conduzcan radioactividad, por ejemplo un sistema de refrigeración, existe el riesgo de que se escape yodo radioactivo transportado por el gas. Para contrarrestar un escape de yodo radioactivo del sistema de refrigeración de un reactor de agua a presión o de agua en ebullición se añade de acuerdo con la invención un medio de reducción al refrigerante al efectuar la parada del reactor, que fija el yodo radioactivo o lo reduce formando yoduro que no es volátil y que no tiene tendencia a pasar a la fase gaseosa.

El medio de reducción contiene como componente reductor uno o varios compuestos orgánicos. Se prefieren para ello compuestos que contengan uno o varios compuestos de carbono insaturado, es decir enlaces dobles o triples entre los átomos de carbono, o un grupo aromático. Se prefiere especialmente como componentes reductores del medio reductor, compuestos que tengan un peso molecular que en unidades de masa atómica sea inferior a 300 a.u., en particular inferior a 250 a.u. El medio de reducción...

1. Procedimiento en el que se introduce un medio de reducción en el sistema de refrigeración de un reactor nuclear refrigerado por agua, caracterizado porque, el medio de reducción se aporta al sistema de refrigeración al efectuar la parada del reactor y/o durante el subsiguiente régimen de postenfriamiento, y por medio del medio de reducción se fija yodo radioactivo durante la realización de los trabajos de mantenimiento estando abierto el sistema de refrigeración y de este modo se impide que el yodo radioactivo pase a la atmósfera.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el medio de reducción está exento de halógenos y de azufre.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de reducción contiene como componente reductor uno o varios compuestos orgánicos.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el compuesto tiene un peso molecular inferior a 300 a.u., preferentemente inferior a 250 a.u.

5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4, en el que el medio reductor contiene como componente reductor uno o varios compuestos formados exclusivamente por carbono, hidrógeno y oxígeno.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el medio reductor contiene como componente reductor uno o varios hidrocarburos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de reducción contiene como componente reductor uno o varios compuestos con un compuesto de carbono insaturado.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 7, en el que el componente reductor es un aldehído, preferentemente hidroquinona, resorcina y/o brenzcatequina, un alcohol y/o un ácido carbónico, preferentemente ácido ascórbico.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de reducción se añade a un refrigerante.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el medio de reducción se añade a una fase líquida del refrigerante.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, en el que el medio de reducción se añade al refrigerante en una concentración mínima de 0,1 µmol/kg, preferentemente mínima de 0,5 µmol/kg.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que para las partes del sistema de refrigeración atravesadas por líquido se emplea un primer medio de reducción o un primer componente del medio de reducción y para las partes del sistema de refrigeración atravesadas por vapor, un segundo medio de reducción o un segundo componente del medio de reducción.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde por lo menos una vez más durante el régimen de postenfriamiento se añade un medio de reducción.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que mediante la dosificación añadida del medio de reducción se contrarresta la disminución de la concentración del medio de reducción en el refrigerante por debajo de un valor establecido de preferentemente 0,1 µmol/kg, muy preferentemente de 0,5 µmol/kg.