GESTIÓN DE RESIDUOS RADIACTIVOS

 

 

 

Gestión de residuos radiactivos

Resinas de intercambio catiónico

Las resinas de intercambio catiónico se utilizan de manera habitual en las centrales nucleares en los sistemas de purificación del agua utilizada como refrigerante, así como en las piscinas de almacenamiento de combustible irradiado. La resina presenta una base de copolímero de estireno y divinilbenceno. Estas resinas, tanto de tipo aniónico como catiónico, se disponen en unidades de lechos mixtos dentro de los sistemas de purificación/desmineralización y sufren varios ciclos de regeneración hasta que las concentraciones químicas superan los niveles recogidos en las especificaciones de funcionamiento. En ese momento, se sustituyen y las resinas gastadas son tratadas como un residuo, generalmente de baja actividad. Estos residuos son acondicionados e inmovilizados en morteros base cemento dentro de contenedores metálicos, para su posterior traslado y almacenamiento en El Cabril (Córdoba, España).

El progreso en la ingeniería nuclear, con su asociada formación y acumulación de residuos nucleares y el incremento de requerimientos para la seguridad ambiental, ha creado una necesidad urgente de mejorar los materiales y buscar nuevos enfoques para una inmovilización más segura de los residuos.

Se han utilizado varias tecnologías en las últimas décadas para tratar los residuos peligrosos, como el tratamiento pirometalúrgico e hidrometalúrgico, el tratamiento biológico, el método de incineración y la solidificación / estabilización (S/S), etc. Actualmente, el cemento Portland es el material más utilizado para la solidificación de residuos radiactivos de baja e intermedia actividad, pero no siempre garantiza la eficacia necesaria de inmovilización y acomodación de elevadas cantidades de residuos de composición diversa.

En comparación con otros materiales, como el vidrio, la cerámica, el plástico, etc., el cemento tiene una variedad de ventajas, que incluyen la facilidad de procesamiento, el bajo coste de las materias primas y la baja temperatura para el procesamiento. Sin embargo, la mayoría de los materiales a base de cemento son porosos, lo que hace que los radionúclidos se lixivien fácilmente, combinado con una baja estabilidad térmica, una susceptibilidad a los productos químicos existentes en los residuos, que van a afectar a la hidratación y al endurecimiento del cemento y una pobre resistencia a la corrosión ácida hace que la retención de radionúclidos en la matriz de cemento no sea en algunas ocasiones ideal.

Para abordar los riesgos para la salud y el medio ambiente asociados con el almacenamiento a largo plazo de residuos radiactivos, en los últimos años se han buscado alternativas de mejor desempeño a las matrices de cemento Portland; estas alternativas incluyen los cementos de aluminato de calcio, sulfoaluminato de calcio, fosfato de magnesio y los cementos activados alcalinamente, que pueden tener mayores eficiencias que el cemento Portland. Los cementos alternativos producen una amplia gama de productos de reacción que, cuando se comparan con cemento Portland, se caracterizan por una menor solubilidad y mayores propiedades de intercambio iónico, pH diferente, endurecimiento más rápido y menor permeabilidad de las pastas endurecidas, etc. Las diferencias en la composición y en los productos de reacción formados entre los cementos alternativos y el cemento Portland hacen suponer que habrá diferencias en el mecanismo de inmovilización de los residuos.