Bienvenido(a) a Crisis Energética miércoles, 07 diciembre 2016 @ 15:18 CET

Energía nuclear y CO2: un foto ensayo

Traducción al español del artículo original de David Kimble: " Does nuclear energy produce no CO2?

Los defensores de la energía nuclear afirman siempre que una de sus mayores ventajas consiste en que no produce anhídrido carbónico (CO2).

Esto es completamente falso, como quedará demostrado rápidamente a continuación cuando se muestre que los combustibles fósiles (especialmente petróleo, bajo la forma de gasolina y diesel)  son esenciales en cada etapa de la producción del ciclo nuclear.

Ranger Uranium Mine's Pit Number 1

Esta es la fosa Nº1 de la mina de uranio Ranger.  Todo el material que se saca de este hoyo, mineral y lastre, se mueve mediante camiones.

Camión mina uranio

Estos camiones funcionan con diesel. Sería interesante saber cuánto diesel se utiliza para mover cuánto mineral en el curso de un año en Ranger.
 
Si vamos a aumentar la cantidad de centrales nucleares, necesitaremos también aumentar la cantidad de estos camiones (lo que, por supuesto implica el consumo de una gran cantidad de petróleo para su fabricación), y el consumo de combustible diesel.  Actualmente, Australia importa el 26% de su consumo de diesel, y esta cifra está aumentando a medida que disminuye nuestra producción de petróleo.


Los neumáticos de estos camiones son especialmente exigentes en energía para su fabricación, y hay una escasez mundial de este tipo de neumático hoy en día.

Olympic dam mill El mineral se lleva a un molino, situado a menudo en las cercanías para minimizar los costos de transporte. En el molino, el mineral se muele hasta convertirlo en polvo.  Éste se trata con ácido sulfúrico para disolver el uranio, dejando la roca acompañante a un lado (el desecho sobrante sin mineral).
neutralizacion Ese material inservible se lava y neutraliza mediante cal, y la lechada resultante se bombea a los pozos de desechos (relaves).
pozos de relaves Los pozos de relaves deben someterse a mantenimiento, para lo cual se usa más maquinaria movida mediante combustible diesel.
Molino de uranio de Saskatchewan Para triturar minerales de roca dura, como aglomerados de cuarzo y granito, se requiere aproximadamente 3 a 4 veces más energía que para moler minerales de roca blanda (calizas y esquistos).
Queque amarillo

La solución de uranio disuelto, que incluye además otros metales, es tratada con aminas disueltas en queroseno para separar el uranio, el que finalmente se precipita de la solución mediante amoníaco, formándose di-uranato de amonio, o “queque amarillo”.


  Todos estos productos químicos (ácido sulfúrico, cal, aminas, queroseno y amoníaco) consumen grandes porciones de energía al fabricarse, y ésta debe proporcionarse bajo la forma  de combustibles fósiles, cuyo uso produce CO2 en el curso del proceso.

calcinerador En la etapa final, el queque amarillo se tuesta a 800ºC en un horno a petróleo llamado calcinerador.  El di-uranato de amonio se transforma en óxido de uranio de un 98% de pureza, consistente en un polvo verde oscuro, y se envasa en tambores de 44 galones para su despacho.
Montacargas

Los tambores de óxido de uranio se apilan mediante montacargas mientras esperan su despacho, a veces hacia el otro extremo del planeta.

hexafluoruro de uranio

La etapa siguiente consiste en disolver el óxido de uranio en ácido fluorhídrico y gas flúor para producir hexafluoruro de uranio en estado gaseoso: U3O8 + 16HF + F2 => 3UF6 + 8H2O

El hexafluoruro de uranio es uno de los compuestos más corrosivos y venenosos que se conocen.

cilindros UF6 El hexafluoruro de uranio se transporta a continuación en grandes cilindros para su posterior enriquecimiento.
Centrifugadora

El uranio que se encuentra en la naturaleza consiste de 3 isótopos:
U-238 = 99.2745% ;
U-235 = 0.7200% ;
U-234 = 0.0055%

A pesar de su mínima proporción en el total, el U-234 produce aproximadamente un 49% de las emisiones radiactivas, debido a su reducida vida media.

El proceso estándar de enriquecimiento del combustible para un reactor de agua a presión (PWR) convierte la mezcla anterior a esta nueva: U-238 = 96.4% ; U-235 = 3.6%, dejando una mezcla de relave de: U-238 = 99.7% ; U-235 = 0.3%

Las centrífugas funcionan con electricidad, de modo que esta etapa puede ser alimentada directamente por la planta nuclear.  Sin embargo, para construir las cascadas de centrífugas se requiere gran cantidad de combustible fósil.

Uranio pre enriquecido A continuación, se traslada el gas de hexafluoruro de uranio pre-enriquecido (al 3,6%) a la planta de fabricación del combustible nuclear.
tacos El UF6 en forma de gas se convierte en dióxido (UO2) en polvo, se comprime para fabricar tacos, y se cuece en un horno a petróleo para dar origen a un material cerámico.  Los tacos se cargan entonces en un tubo de una aleación de zirconio.  Varios de estos tubos se juntan para conformar una celda de combustible.
Zirconio

El zirconio es un elemento metálico derivado del zircón, un mineral de silicato de zirconio (ZrSiO4), subproducto de la explotación de sales de rutilo (otro proceso de alto consumo energético). El zirconio aparece en la naturaleza siempre acompañado de hafnio, el que es preciso separar (con dificultad) para su uso nuclear.


 Se necesitan hasta 2 toneladas de zirconio por cada tonelada de uranio en el combustible.

Ensamblaje combustible

El combustible fresco es sólo ligeramente radiactivo y puede ser manejado sin protección. Las unidades de combustible se trasladan a continuación al reactor en camión o tren.

Un reactor nuclear de 1000 MW(e) contiene aprox. 100 a 130 toneladas de dióxido de uranio, y cerca de una tercera parte de éste es cambiado cada año en forma rotativa.

Paluel Si se excluyen los vehículos que trasladan a los operarios hacia el sitio de trabajo, el reactor no produce nada de CO2.  Pero sí consume electricidad, al mismo tiempo que la produce, y en la medida que esa electricidad es generada mayoritariamente por la quema de combustibles fósiles, este factor debe ser incorporado al balance energético.
Chimenea Se requiere una gran cantidad de acero para construir una central nuclear, y el acero se fabrica fundiendo mineral de hierro con carbón coque.
Factoria cemento

Y una central de energía nuclear insume una gran cantidad de concreto, que se hace con cemento.  El cemento se fabrica triturando caliza y tostándola, usando combustibles fósiles, generando dióxido de carbono.  Por tanto, el cemento es especialmente intensivo en CO2.

Fuel gastado Las barras de combustible usadas “normalmente” pasan unos seis meses en pozos de enfriamiento, donde puede reducirse la radiactividad de corta vida, haciendo que el material sea más manuable.  En Estados Unidos y muchos otros lugares, estas barras permanecen mucho más tiempo en el reactor, mientras los políticos discuten y deciden qué hacer con ellas a continuación.

Tren residuos reactor

 

 

 

 


Camión residuos reactor

Desechos del reactor trasladados mediante tren y camión.
Sellafield El combustible usado se mantiene sumergido en agua hasta que se vuelve a procesar. De esta manera se mantiene frío y con una cubierta protectora a la radiación.  En el proceso “once through”, las barras se disuelven en ácido, y se extrae el plutonio, quedando el resto (incluyendo el uranio) como desecho de alto nivel.  En el proceso “recycling” también se recupera el uranio.
Plutonio MOX El plutonio recuperado y mezclas de óxidos de plutonio y uranio (MOX) se envían de vuelta por carretera a la planta de fabricación de combustible para ser usados en nuevas barras de combustible.
Almacen Este no es en realidad un depósito de residuos (es el bunker militar NORAD en los montes Cheyenne) pero así podría verse si alguna vez se llegara a construir.
Policia Este es un policía de seguridad; bien, se lee realmente POLICE en su chaleco.  Espero que todo esté en orden.
HummerHummer

¡Ah, esto se parece más!

¿Cuántos kilómetros por litro se sacarán de uno de estos aparatos?

Vigilancia Se requiere vigilancia de seguridad para evitar que algún terrorista tenga acceso a materiales radiactivos.
Tor M1 Y cada vez con mayor frecuencia en estos tiempos, se hace necesario defender sus propias instalaciones nucleares contra ataques por parte de un enemigo cada vez más sofisticado.  Este es el Tor-M1  - un vehículo de combate totalmente integrado provisto de cohetes anti-cohetes y anti-aviones – que los iraníes están recibiendo de Rusia para protegerse de los “pacificadores”.

Como pueden ver, cada etapa del ciclo nuclear implica gasto de energía derivada de combustibles fósiles, que no puede ser remplazada por electricidad.  Por consiguiente, es inexacto sostener que la energía nuclear no provoca efecto invernadero.
 

En el informe  "Nuclear Power : the energy balance" de J.W. Storm and P. Smith (2005), los autores calculan que con minerales de alta ley, el CO2 producido por el ciclo nuclear completo está entre un tercio y un medio del que produce una central a gas de tamaño equivalente.

Para minerales de baja ley (menos de un 0,02% of U3O8 por tonelada de mineral), el CO2 producido por el ciclo nuclear completo es IGUAL al producido por la central a gas de tamaño equivalente.

Por lo tanto, la pregunta es : Dado que los alegatos en torno a lo benéfico de la energía nuclear sobre el efecto invernadero son falsos, y si la única manera en que esta industria puede operar es mediante el uso masivo de combustibles fósiles baratos, especialmente de diesel derivado del petróleo, y si el petróleo va a ser mucho más escaso en el futuro ¿es éste el momento apropiado para pensar en aumentar la industria nuclear?

Última Edición: jueves, 06 julio 2006 @ 10:20 CEST|Hits: 50.817 Ver la versión para imprimir