Los trabajadores de la gravemente dañada planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi en Japón están tratando de impedir dos resultados potencialmente catastróficos: un colapso total o una explosión de vapor en los reactores de las centrales nucleares, y con ello una liberación masiva de radiación procedente del combustible gastado almacenado. Los esfuerzos de los trabajadores en los próximos días—en combinación con eventos fuera de su control, tales como el clima—determinarán qué parte de la zona de los alrededores está contaminada con radiación, y durante cuánto tiempo.

La prioridad principal es mantener las barras de combustible en el interior tanto de los núcleos de los reactores como de las piscinas de almacenamiento de combustible gastado sumergidas en agua especialmente tratada para evitar el sobrecalentamiento. No está claro hasta qué punto los trabajadores han sido capaces de llevar eso a cabo hasta el momento, lo que en gran parte se debe a que los altos niveles de radiación han restringido el movimiento de los trabajadores. La fiabilidad de los sensores de nivel del agua en estas estructuras es también cuestionable. Si los trabajadores pudieran restaurar la energía a la planta y reiniciar las bombas de agua, la refrigeración será más fácil. (Esto puede ocurrir tan pronto como el domingo.)

En este punto, las piscinas de refrigeración de combustible gastado son las más preocupantes. El combustible que se encuentra en estos depósitos ha sido o bien utilizado o eliminado de un reactor para las inspecciones de rutina, pero las barras todavía contienen grandes cantidades de materiales radiactivos. Estas barras de combustible tienen que ser cubiertas con agua constantemente para evitar el sobrecalentamiento, y se han recibido informes sin confirmar de que al menos una de las piscinas de almacenamiento ha sufrido daños y se están produciendo filtraciones, que hacen difícil mantener la suficiente cantidad de agua en ella. Este problema se ve exacerbado por los altos niveles de radiación que impiden que los trabajadores puedan acercarse. Los informes más recientes indican que los trabajadores han tenido éxito a la hora de introducir agua en las piscinas.

La velocidad con que las barras de combustible se calientan en estos tanques depende de cuánto tiempo han sido almacenadas. El combustible gastado recién retirado se calentará más rápido, aunque podrían pasar algunos días o más de exposición antes de que se recalentasen. Si las barras de combustible se recalientan, su revestimiento de circonio puede sufrir reacciones químicas que generen aún más calor e hidrógeno, haciendo que el revestimiento se rompa y el material radiactivo pueda ser liberado en el aire.

Aunque las barras de combustible dentro de cada reactor están encerradas dentro de una fuerte estructura de contención, es fácil que los materiales radiactivos se escapen de las piscinas, y las explosiones ya arrancaron los tejados de varias de dichas piscinas. Esto significa que los materiales volátiles que se evaporen podrían ser transportados por el viento y difundirse lejos de la planta.

También hay más barras de combustible en estas piscinas que en los reactores, ya que se han ido acumulando a lo largo de muchos años. Algunos investigadores señalan que la liberación de materiales radiactivos procedentes de las piscinas de combustible gastado podría ser mayor que en Chernobyl, el peor desastre nuclear conocido, ya que sólo el combustible en el interior del núcleo del reactor se vio afectado durante el accidente, y normalmente hay un mayor número de barras de combustible en estas piscinas. La cantidad de combustible gastado en estas piscinas no está clara. En tres de las piscinas (de los reactores 1 y 3) el número de barras es igual que en el reactor.

Otros expertos advierten que no hay que hacer comparaciones con Chernobyl, y afirman que la cantidad de material peligroso en las barras de combustible gastado es muy variable dependiendo del tiempo que hayan estado almacenados. También señalan que otros factores contribuyeron a la dispersión del material radiactivo de Chernobyl.

"No se puede comparar la liberación instantánea de material reactivo del combustible del reactor de Chernobyl, que nunca se pudo apagar sino que se convirtió en supercrítico y explotó, y el combustible gastado en la planta japonesa", afirma Michael Podowski, profesor de ciencia nuclear e ingeniería en el MIT. En las piscinas de combustible gastado, explica, la liberación de material ha sido gradual. "Sólo se necesita tiempo para proveer el enfriamiento suficiente como para detener cualquier otra fuga", advierte.

Varias fuentes indican que la situación dentro de los núcleos del reactor nuclear se está estabilizando a medida que los trabajadores logran conseguir que el agua entre en él. Gran parte del material radiactivo dentro de ellos también se debería haber deteriorado hasta ahora, lo que significa que están generando menos cantidad y deberían ser más fáciles de manejar. No obstante, los trabajadores aún tienen que establecer un sistema automatizado de circulación del agua necesario para mantener las barras de combustible frescas a largo plazo, y en los últimos días se han enfrentado a varios reveses que han dificultado el enfriamiento del combustible dentro de cada uno de los reactores.

Hay dos peligros hipotéticos que deben evitarse en los reactores. El primero es que el combustible se derrita, luego baje a la parte inferior de la vasija de acero del reactor y queme todo a su paso a lo largo de la zona de contención de hormigón hasta alcanzar el ambiente exterior (una fusión completa). Mientras que los trabajadores puedan seguir inyectando agua de enfriamiento, esto no debería ocurrir.

Además, las investigaciones llevadas a cabo desde Three Mile Island, sugieren que si el material fundido sale de la vasija de acero, es poco probable que pase a través del hormigón, siempre y cuando haya agua presente en el interior del área de contención. Los trabajadores de la planta de Fukushima informan que han inundado la zona con agua.

El otro problema potencial es que si una cantidad suficiente de combustible dañado se acumula en la parte inferior de la vasija del reactor de acero, podría alcanzar una masa crítica, permitiendo el inicio de reacciones en cadena dentro de los materiales—las mismas que producen el intenso calor dentro de un reactor durante las operaciones normales. Esto podría crear las condiciones necesarias para una explosión violenta de vapor que expulsase materiales radiactivos fuera del reactor. Los trabajadores están tomando medidas para evitar que esto suceda, que incluyen tratar de impedir que las barras de combustible se derritan completamente (es probable que algún tipo de fusión ya se haya producido), y la refrigeración con agua de mar tratada con boro, que absorbe los neutrones necesarios para la reacción en cadena y así detiene dicha reacción. En teoría, algo similar podría ocurrir en las piscinas de almacenamiento, aunque las barras de combustible en ellas contienen menos material para sostener una reacción en cadena.

Estas cuestiones podrían ser resueltas en el próximo par de días, al tiempo que los trabajadores restauran la energía y hacen que las bombas funcionen en la estación para ayudar con el enfriamiento. Sólo entonces serán capaces los expertos de predecir a largo plazo el probable impacto de la crisis.