OKLO: Erreaktore nuklear naturala

XX. mendean gizakiak nukleoaren energiaz baliatzen ikasi izan zuen, batzuetan arma moduan erabilpen maltzur eta suntsitzaileetan eta beste batzuetan energia-iturri moduan, uraniozko minerala dela medio, fisiozko erreaktoreak erabiliz, hau da, zentral nuklearrak eraikiz. Baina sinestezina badirudi ere, naturak honetan ere, fisiozko erreaktore nuklearretan alegia, aurrea hartu gaitu, zeren, frogatu izan denez, aurkitu baitira Lurrean bertan espontaneoki aspaldian sortu zen erreaktore nuklear baten arrastoak. Oklon gertatu zen hori orain dela 1.800 milioi bat urte, gaur egun Afrikako Gabon herrialdean uraniozko meategia dena.

Naturan aurkitzen den uranio gehiena ²³⁸U isotopoa da, baina interesgarriena, fisionagarria delako, ²³⁵U da berriz, apenas totalaren %0,72 proportzioan agertzen dena. Zentral nuklearretan erabilgarria izan dadin proportzio hori aberastu behar da %3a edo handiagoa izan dadin. ²³⁸U isotopoaren batez besteko bizitza ia 4.500  milioi urtekoa da, ²³⁵U-rena berriz 700 milioi urtekoa. Diferentzia hori dela eta, pentsa daiteke Lurrean orain dela milioika urte bi isotopoen proportzio erlatiboa oraingoa baino handiagoa izango zela ²³⁵U-ren alde, agian %3a gainditu arte. Ondorioz zergatik ez imajinatu aspaldiko garai haietan naturan posible izango liratekeela leherketa eta erreaktore nuklear naturalen agerpena?

Hala proposatu zuen Kuroda izeneko fisikari nuklearrak 1956. urtean baina ez omen zioten kasu handiegirik egin. Berriz, 70eko hamarkadan frantziarrek Gaboneko Oklo izeneko harrobian  ustiatzen zuten  uranio minerala aztertzean, ikusi zuten zeraman ²³⁵U isotopoaren proportzioa behar zuena, %0,72koa alegia, baino zertxobait baxuagoa zela.

Zergatik galera hori espero zitekeenarekiko? Ustiaketa geldiarazi egin zuten eta nazioarteko batzar bat antolatu zuten Gabonen bertan irregulartasuna aztertzeko, ordurako eztabaida handia piztuta zegoelako gaiaren inguruan. Litekeena zen isotopo fisionagarria faltan egotea nuklearki gastatu izan zelako noizbait aintzinean. Hipotesi hori baieztatu nahian neodimioaren presentzia arakatu zuten meategian, elementu hori naturan oso urria baita eta  fisio-prozesuen produktu tipikoa baita. Eta hantxe aurkitu zuten, erreaktore nukear modernoetan sortzen den proportzio berean gainera; beraz, geroztik aurkitutako beste frogei esker ere, zantzu guztiek adierazten zuten Oklon orain dela 1.800 milioi bat urte, baldintza egokiak gertatu zirela fisio nuklearrezko erreaktore naturala pizteko edo sortzeko. Utzitako arrastoetatik egindako kalkuluen arabera Okloko erreaktore naturalak 500.000 urte iraun zuen 100 kW-eko batez besteko potentzia batekin (txikia hori bai gaurko erreaktoreenarekin alderatuta: 1000 MW ingurukoa dena, Garoñakoa 460 MW) eta denera 500 kg uranio kontsumitu omen zituen. Bitxia!

Gehiago jakiteko: Scientific American aldizkariko esteka hau kontsulta dezakezu; edo bestela beste hau ere bai.

Japoniako alerta nuklearra

Atzo esaten genuenez, Fukushimako sei erreaktore nuklearren egoera hobetu ordez badirudi okerrera egin duela azken orduetan , eta iristen zaizkigun azken berriek kezka areagotu besterik ez dute egiten. Denok dakigunez, istripua joan den ostiraleko, hilaren hamaikako lurrikararen eta ondorengo tsunamiaren ondorio zuzena izan da, eta garbi geratu da zentral nuklear hau ez zegoela egokiro deiseinatuta halako tamainako hondamendi natural bati aurre egiteko moduan. Beraz, pentsa dezakegu munduan zehar barreiatuta dauden gainontzeko zentral nuklearrak ere nekez erantzun dezaketela horrelakorik gertatuko balitzaie, horrek suposatzen duenarekin. Badakigu halako txikizio naturalen arriskua estadistikoki edo probabilistikoki ez direla homogeneoki banatzen munduan zehar eta ia uste ez izatekoak direla, baina…ikusi dugunez, batzuetan errelitatea fikzioari goititzen zaio, tamalez.
Bai sarean eta baita komunikabideetan ere zabala eta anitza da eskeintzen ari zaigun informazioa zer gertatu den eta zergatik ulertzeko. Horren adibidea animazio hauek izan daitezke, The New York Times egunkariaren zientzia atalean ikus daitezkeenak.
Azken finean zentralaren hozte-sistema guztien matxurak azaltzen du gertatu dena. Lehendabizi lurrikarak eten egin zuen erreaktoreen hozte-sistema primarioa kanpotik zetorren argi-indarra galdu zelako; hori bai, lanean ari ziren hiru erreaktoreak( 1, 2 eta 3 alegia) automatikoki geldialdian geratu ondoren, eskerrak... Gero, hortik ordubetera, 10 metroko tsunamiak, zentralean eraginez, antza bakarrik 6 metroko bati aurre egiteko diseinatuta zegoelako, hondatu zituen hozte-sistema sekundarioa abiarazteko zentralak zituen dieselezko sorgailuak. Eta hor hasi ziren arazoak eta kontrolaezinak bihurtu diren temperatura-igoerak eta gas-pilaketak.
Horren ondorioz eta instalazioen barruko presio-altua arindu nahian, badirudi propio utzi zutela askatzen barruko gasa, eta horrekin batera hidrogenoa, airearen oxigenoarekin erreakzionatuz leherketa ezberdinak eragin dituena eraikuntzaren eustormak suntsituz gehiago ala gutxiago, eta ondorioz erreaktorearen gune nagusia zein erabilitako erregai erradiaktiboa gordetzen zuten urtegiak agerian uzteko arriskuarekin berauen erradiaoktibitateari bide askea emanez atmosferan barreia dadin. Suntsimena erabatekoa litzateke erreaktore-nukleoak, beroaren eraginez, fundituko balira eta hori da nahitanahiez saihestu behar dutena hozte-sistema egokia bilatuz, itsasuretan barne-instalazioak murgilduz edo sinpleki helikopteroen edo kamioien mahuka-tutuen bitartez dena ureztatuz.
Askoz hobeto ulertzeko istripuaren nondik norakoak bideo honetan ematen diren azalpenak oso egokiak direla uste dut:



Bestalde, hemen duzu informazio gehigarria eta interesgarria, alde batetik  Japoniako istripuaz eta energia nuklearraz eta bestetik Erradiazioa maila kaltegarrira iritsi da Japonian  biak Elhuyarreko zientzia.net-i esker.

Peligro radiación

Los peligros invisibles siempre nos provocan un temor especial, seguramente por lo que tienen de indetectable en su amenaza latente y en su ataque real. Así, podríamos citar a los virus o a la indeseable protagonista que empieza a ocupar todos los preocupantes titulares que nos llegan de Japón, como consecuencia del desastroso terremoto y consecuente tsunami que arrasó la costa noreste de la isla principal de Honshu y que todos hemos podido ver en esas tremendas imágenes que no paran de llegar en los últimos días y que superan nuestra capacidad de imaginar pesadillas. Y claro, con lo del peligro invisible, me refiero a la radiación liberada tras los daños en los cuatro reactores de la central nuclear de Fukushima. Porque según la dosis de radiación recibida los efectos pueden ser inmediatamente letales o simplemente provocar mutaciones genéticas que no den señales aparentes en una o dos décadas, hasta que finalmente puedan derivar en cáncer. Siendo todo ello función de ciertos valores umbral que se han de superar para que haya un riesgo probable de esas lesiones.
Por fijar conceptos, llamamos radiactividad, de forma simplificada, a la rotura del núcleo, el centro del átomo que acumula casi toda su masa y energía. Esa rotura o fisión libera enormes cantidades de dicha energía que es lo que hace tan peligrosa a la radiactividad. Llamamos radiación, por otra parte, a los fragmentos que surgen emitidos cuando el núcleo se fisiona. Es como la metralla en una explosión. Si esa “metralla” penetra en nuestro cuerpo puede afectar a nuestras moléculas y a las estructuras ordenadas de dichas moléculas que son las células, soporte de nuestra vida. Si acaban destruyendo a muchísimas de ellas moriremos enseguida, si las lesiones son más restringidas y el cuerpo no las puede reparar, dosis umbral de riesgo, es cuando pueden resultar cancerígenas a largo plazo.
La radiación se mide en diferentes unidades en función de si lo que se controla es la cantidad emitida en el proceso radiactivo, la exposición a la misma por la cantidad presente en el aire, la absorción que se da en los tejidos vivos o por sus efectos biológicos finales consecuencia de la ionización o excitación atómica que lleva a la descomposición molecular con los consecuentes daños en los seres vivos. Hay que tener en cuenta que no todos los tipos de radiación son igual de penetrantes y/o energéticas -aquí habría que hablar de la radiación alfa, beta y gamma pero no quiero extenderme- y por tanto no todas son igual de peligrosas en sus efectos biológicos, por eso se habla de dosis equivalentes. Un resumen de todo ello es esta tabla:

Concepto	Proceso físico	S.I.	Unidades antiguas
Actividad	Desintegración nuclear	(Bq) Becquerel	(Ci)Curie
Exposición	Ionización del aire	(R)Roentgen	(R)
Dosis absorbida	Energía depositada	(Gy)Gray	rad
Dosis equivalente	Efecto Biológico	(Sv)Sievert	rem

Una explicación detallada de todas ellas para evitar confusiones la tienes aquí  .
Seguramente en estos próximos días nos hablarán desde Japón sobre todo de unidades rem o sievert porque lo que se intenta medir es los efectos biológicos de la radiación en el cuerpo humano. Por poner un ejemplo, si una persona recibe una dosis de 100 rem (= 1 Sv) lo más probable es que ni lo note. El cuerpo es capaz de reparar las lesiones y salir indemne de momento, aunque incrementa a la larga el riesgo de cáncer. Por encima de ahí hay riesgo de lesión inmediata. Con 200 rem (= 2 Sv) es probable que se le caiga casi todo el pelo, sufrirá nauseas y agotamiento, todo ello porque el organismo dedica un gran esfuerzo a reparar las muchas lesiones celulares sufridas y eso afecta a otros procesos biológicos normales como la digestión. Es lo que les sucede a los enfermos a los que se les aplica radioterapia para destruir sus células tumorales. Si se aplican estos tratamientos precisamente contra el cáncer, es porque las células cancerosas son mucho más vulnerables a la radiación que las normales, probablemente porque dedican toda su energía a crecer sin control y no a reparar los daños sufridos. Por eso es eficaz aplicar tanta radiación como se pueda soportar en los tratamientos anticancerosos. Por encima de 200 rem ya hay riesgo letal cada vez más probable. Así, a 300 rem (= 3 Sv), la probabilidad de muerte llega al 50% si nos se recibe tratamiento médico.Y una dosis de 1000 rem (= 10 Sv) incapacitaría a cualquiera hasta la muerte en pocas horas o días incluso con tratamiento médico.
Siguiendo con las cifras comparativas, no hay que olvidar que constantemente vivimos bajo una radiación de origen natural, variable según el entorno geográfico-geológico, y que puede oscilar, de media, entre 0,15 y 0,3 rem anuales (= 1,5 y 3 mSv). Una simple radiografía de torso completo puede suponer una radiación de 1 mSv, es decir, algo así como el equivalente de medio año a la exposición a la radiación de origen natural. Y según los datos que se están publicando, los trabajadores de la central de Fukushima, en su esfuerzo por intentar controlar la situación, han llegado a soportar dosis de 400 mSv por hora en algún momento durante estos días. Esperemos que no vaya a más.
Hay mucho que hablar sobre radiación y riesgo y probablemente, por desgracia, creo que en las próximas fechas va a haber motivo para ello. Seguiremos al tanto de las noticias que nos lleguen y, para eso, un buen sitio para informarse al momento sobre la situación parece este.