31 Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear
LA ENERGÍA NUCLEAR EN SUECIA
Por Edwina E. García Hernández (eegh@nuclear.inin.mx)
Introducción
Como parte del entrenamiento derivado del proyecto de colaboración del ININ con el OIEA, MEX/4/053, se efectuó una visita téc-nica a la Central Nuclear de Forsmarks en Suecia, para intercambiar puntos de vista y actualizar conocimientos sobre los temas de: calificación de equipo, manejo del en-vejecimiento, renovación de licencia, regu-lación nuclear y mantenimiento de la cali-ficación. Asimismo, se efectuaron visitas a las propias instalaciones de Forsmarks, a un almacén de desechos radiactivos y al laboratorio de calificación de equipo de Westinghouse.
Suecia tiene una población de 8.8 millones de habitantes, de los cuales 1.7 residen en Estocolmo, su capital. Las ciudades impor-tantes de Suecia son Göteborg, Malmö, Helsingborg, Upsala y Västeras. Su idioma oficial es el sueco, sin embargo, la mayoría de los habitantes habla también inglés. Suecia se ubica al norte de Europa, con 450,000 km2 de extensión territorial
(densi-dad 20 habitantes/ km2), incluyendo varios
cientos de pequeñas islas que forman un gran archipiélago.
Suecia tiene montañas en el oeste, 96,000 lagos y bosques por todas partes. En
in-vierno las temperaturas descienden a -15°C en el sur y -30°C en el norte. Su economía está basada principalmente en la industria automotriz, explotación forestal y minera y en las telecomunicaciones. Su tipo de go-bierno es una monarquía constitucional y es miembro de la Unión Europea desde 1995.
La energía hidroeléctrica proliferó en Sue-cia a fines de los 60’s. En 1970, más de tres cuartas partes de la energía eléctrica pro-venía de la combustión del petróleo de im-portación. Mediante un referéndum, Sue-cia eligió la energía nuclear para disminuir su dependencia del petróleo. Actualmente, el 50% de la electricidad que se consume en el país es generada utilizando energía nuclear.
Suecia cuenta con 4 centrales nucleares con un total de 11 reactores en operación: Oskarshamn (2,210 MW), Ringhals (3,550 MW), Barsebäck (600 MW) y Forsmarks (3095 MW), también cuenta con almace-nes de desechos radiactivos: CLAB y SFR, fábrica de elementos combustibles en Västeras, laboratorios de prueba para com-ponentes nucleares de Westinghouse y un reactor de investigación en Studsvik, según se indica en la Figura 1.
El organismo regulador en Suecia depen-de depen-del gobierno y se idepen-dentifica como SKI (Swedish Nuclear Inspectorate). SKI revisa,
El ININ hoy
Figura 2. Central Nuclear Forsmarks
Figura 1. Principales instalaciones nucleares en Suecia
X
Nuclear Power Plants Units
supervisa y promueve la seguridad en lasplantas nucleares de Suecia. Tienen tam-bién un órgano que vigila lo referente a la protección radiológica, denominado SSI (Swedish Radiation Protection Authority). Central Nuclear FORSMARKS
Está ubicada en la costa este de Suecia, al norte de Estocolmo. El propietario de Forsmarks es un consorcio formado por el estado (Vattenfall, 75%) y la iniciativa priva-da (Mellansvenks Kraftgrupp AB). Vatenfall es responsable de la operación. La central cuenta con 3 reactores BWR que iniciaron su operación en 1980, 1981 y 1985 y que actualmente producen 20-24 TWh al año, lo que representa el 15-20% de la produc-ción de electricidad en el país. Las Unida-des Forsmark 1 y Forsmark 2 tienen el mis-mo diseño y construcción (BWR) con una capacidad de 970 MW cada una. Forsmark 3 es la unidad más moderna, con reactor tipo BWR, una sola turbina y una
capaci-dad de 1160 MW. En Forsmarks se prevé extender de 40 a 60 años la vida útil de los reactores. Los reactores operan bajo certifi-cación ISO 9001 e ISO 14000, con períodos de recarga de combustible cada 12 meses. Forsmark 3 cuenta con una turbina de baja presión de ABB/ALSTHOM de 116 KW, que tiene 20 años y para la cual se tenía un cambio programado en Octubre de 2004. No obstante que su regulación nuclear está basada en los requerimientos de origen eu-ropeo establecidos por su Organismo Regu-lador SKI, usan frecuentemente como infor-mación adicional las referencias para la li-cencia de operación americana como FSAR, Guías Reguladoras, el Código Federal de Regulaciones 10CFR50, NUREG y normas IEEE, entre otras. Cada 3 años Forsmarks prepara un informe para SKI sobre sus tra-bajos y avances, en un documento llamado
Research, Development and Demonstration
(RD&D Programme).
Disposición de desechos radiactivos En Suecia los desechos radiactivos provie-nen principalmente de las plantas nuclea-res que generan energía eléctrica y en se-gundo término de hospitales, la industria e
33 Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear 1 k r a m s r o F Forsmark2 Forsmark3 o i c i n I 900MW Inicio 900MW Inicio 1050MW 6 8 9 1 968MW 1986 964MW 1989 1155MW 5 0 0 2 1010MW 2006 1010MW 2004 1190MW X 0 0 2 1130MW 200X 1130MW 200X 1360MW
Incremento de potencia proyectada, para las unidades de la Central Nuclear de Forsmarks
X investigación. La ley sueca exige que los
propietarios de plantas nucleares aseguren hacerse cargo del almacenamiento de los desechos. Con base en esto, cuentan con dos grandes instalaciones para almacena-miento de desechos y con el barco “Sigyn”, especialmente construido y diseñado para transportar combustible gastado y desechos nucleares a estos almacenes. Las instala-ciones de almacenamiento de desechos son:
a) SFR. Almacén final de desechos radiactivos operacionales de medio y bajo nivel, ubicado en Forsmarks (Final Repository for Radioactive
Operational Waste).
b) CLAB. Almacén temporal de com-bustible gastado de plantas nu-cleares, ubicado en Oskarshamn (Central Interim Storage for Spent
Nuclear Fuel).
Los costos del manejo y almacenamiento de desechos nucleares, son cubiertos por un cargo especial que se agrega al costo de cada kilowatt-hora de electricidad que es producida en una central nuclear. Este cargo es de aproximadamente 0.025 USD/ KWH y es administrado por SKI.
a) SFR: Almacén Final de Desechos Radiactivos
El Propietario de SFR es Svensk Kärnvränslehantering AB (SKB). Su cons-trucción inició en 1983. Es una instalación que almacena los desechos a una profun-didad de 50 m bajo el mar. Inició su opera-ción en 1988 y tiene una capacidad de al-macenamiento de 63,000 m3, trabajando en
ella 15 personas. Está compuesta por sec-ciones que se ubican en la superficie: como oficinas, taller, terminal para desembarco de desechos y edificio de ventilación, así como por secciones subterráneas: 4 bóvedas de roca para almacenamiento, 1 silo y el cen-tro de operaciones. La operación y mante-nimiento de SFR es responsabilidad de Forsmarks. El costo de construcción fue de 6,000 millones USD, el de operación es de 240 millones USD/año y su costo total, in-cluida la disposición de los desechos radiactivos, es de 12,000 millones USD.
b) CLAB: Almacén de Combustible Gastado.
Este almacén se localiza en Oskarshamn, en la costa sureste de Suecia. Su construc-ción inició en 1980 y comenzó a operar en 1985. Tiene una capacidad de almacena-miento de 5,000 toneladas de combustible gastado, equivalentes a aproximadamente 20,000 ensambles BWR más 2,500 ensam-bles PWR. Su capacidad de recepción es de 300 toneladas por año. El tiempo de alma-cenamiento para el combustible gastado es de aproximadamente 40 años, cuando se tendrá un decaimiento del 90%. CLAB es operado durante las 24 horas del día por 100 personas. Está construido a 25 m bajo la superficie terrestre. Tiene 4 albercas de almacenamiento más una de reserva, que
Figura 3. Almacén final de desechos radiactivos de medio y bajo nivel en Forsmarks.
X se mantienen a 36ºC. Se conforma por
sec-ciones subterráneas: 4 bóvedas de roca, 1 silo y el centro de operaciones. El costo de construcción fue de 13,600 millones USD y el costo de operación es de 800 millones USD al año.
Actualmente se tiene en desarrollo un pro-yecto para encapsular y almacenar perma-nentemente el combustible gastado, que tendrá 30-40 años de almacenamiento tem-poral en CLAB. El encapsulado se efectua-rá en una planta adyacente a CLAB. Una vez encapsulado el combustible en un con-tenedor cilíndrico de cobre (canister), será depositado a 500 m bajo tierra en el Alma-cén Permanente Profundo, constituido por un sistema de túneles y cavidades donde se colocarán los contenedores en forma ver-tical, para ser cubiertos totalmente con ar-cilla y bentonita. Uno de los requisitos más importantes es la fabricación del contene-dor, que debe permanecer intacto en las condiciones ambientales que prevalecerán en el almacén profundo. El contenedor no debe ser atacado por la corrosión provoca-da por la humeprovoca-dad de la tierra o ser defor-mado por los esfuerzos mecánicos presen-tes a la profundidad de 500 m en la caver-na de roca cristalicaver-na. Los estudios han de-mostrado que el contenedor permanecerá intacto por millones de años, lo cual es con-siderablemente mayor que los 100,000 años correspondientes al decaimiento radiactivo que requiere el combustible gastado para alcanzar los niveles del uranio natural. La etapa inicial de este proyecto contempla el almacenamiento de una cantidad me-nor de combustible gastado, aproximada-mente del 5 al 10% del que generan las plantas nucleares suecas. Se estima que esta etapa estará terminada en los 2020’s.
Laboratorios de Calificación de Equipo de Westinghouse
Estos laboratorios de prueba se ubican en Västeras, Suecia. Cuentan con la certificación ISO 9000 y 14000, efectúan calificación y pruebas de componentes nucleares, consultoría para las centrales nucleares y proyectos de investigación y desarrollo para la aplicación y determinación de propiedades de nuevos materiales. También realizan estudios de degradación de componentes para extensión de vida, determinación de vida remanente y monitoreo de la condición de equipos y componentes. Desarrollan sistemas para la calificación de equipo, el manejo del envejecimiento y el marco técnico y de gestión para la renovación de licencia. Conclusiones
Las reuniones técnicas y las visitas realiza-das en Suecia aportaron un alto contenido de información tecnológica que nos ha per-mitido actualizar y obtener conocimientos en los temas de calificación de equipo,
ma-35 Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Contacto Nuclear Bibliografía
1. “Conditions for Undertaking Work at Forsmarks Kraftgrupp AB”. Forsmarks Kraftgrupp. 2002.
2. ”Summary of Vattenfall AB‘s Certified En-vironmental Product Declaration of Elec-tricity from the River Ume Älv”. Vattenfall AB Vattenkraft. 1999.
3. “Final Repository for Radioactive Opera-tional Waste”. SKB (Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co). 1998. 4. “Clab-Central Interim Storage Facility for
Spent Nuclear Fuel”. SKB (Swedish nuclear Fuel and Waste Management Co). 2000. 5. “Decommissioning of Nuclear Power
Plants”. SKB (Swedish Nucelar Fuel and Waste Management Co). 2003.
6. “Swedish Nuclear Power Inspectorate Regulatory Code (SKIFS 1998:1)”. SKI. 1998. 7. “Qualification of Electrical Components in Nuclear Power Plants”. SKI Report. Kjell Spang, Gunnar Stahl. 2002.
8. “Environmental Specification for Normal Operation”. TBE 101 and 102. 1996. 9. “General Quality and Inspection
Require-ments”. KBE 100. 1996.
10. “Inspection of Corrosion Protection”. KBE EP-148. 1997.
El sistema sueco de almacenamiento
Figura 4. CLAB. Almacén de combustible nuclear gastado en Oskarshamn
nejo de envejecimiento de equipos y com-ponentes, perspectivas internacionales so-bre extensión de vida de plantas nucleares y disposición de desechos radiactivos. Este tipo de eventos permiten también es-tablecer y mantener contacto con expertos y profesionistas de otras plantas nucleares en el mundo, así como con organizaciones internacionales que desarrollan actualmen-te proyectos y tareas orientadas al máximo aprovechamiento rentable de la generación de energía nuclear, mediante programas de extensión de vida o renovación de licencia, considerando siempre en primer término, la seguridad nuclear.
La información y experiencias obtenidas, podrán ser aplicadas en los trabajos que el ININ realiza y está proyectando para la Cen-tral Laguna Verde en los campos de califi-cación de equipo, extensión de vida de equipo calificado, verificación de la condi-ción de equipos relacionados con la segu-ridad, monitoreo de condiciones ambienta-les y extensión de vida de la planta.
