La tensa espera del informe final de la Organización Internacional de Energía Atómica, OIEA, en torno al desastre de Chernobyl, no debe acallar nuestro interés por hacer algunas reflexiones en torno al tema. El 26 de abril de 1986 se incendió uno de los cuatro reactores nucleares de esa planta soviética, y cuatro días más tarde la nube radiactiva fue detectada en Suecia y Finlandia, acusando un desnivel de radiactividad de hasta 10 veces por sobre el normal. Este es aproximadamente de 12 roentgens (La unidad como tal se refiere a la cantidad de rayos gamma o rayos X requerida para producir en un centímetro cúbico de aire seco, en condiciones normales de presión y temperatura, una cantidad de iones portadores de una unidad electrostática de carga de cada signo).

Una semana más tarde del accidente y casi en forma simultánea, Japón e Italia acusaron aumento radiactivo en áreas de su territorio, en tanto el 8 de mayo del mismo año, se comunicó que los primeros elementos radiactivos llegaban a suelo norteamericano. La Agencia para la Protección del Medio Ambiente de EE.UU. previó que los análisis de las muestras probarían, en las semanas siguientes, presencia de elementos radiactivos más importantes más allá de la línea Denver-Filadelfia.

El registro de estos desniveles de radiactividad a cientos y miles de kilómetros de distancia de la zona del desastre, habla por sí mismo de los órdenes de magnitud de la cantidad de material radiactivo escapado de la fuente nuclear de Chernobyl y puede extrapolarse, para todo el Hemisferio Norte, en un aumento progresivo de sus niveles radiactivos en la medida que se produzca el descenso de las partículas aún en suspensión en la atmósfera. Téngase presente que once días después del accidente todavía escapaba material radiactivo del reactor colapsado.

¿Qué impide la extensión hacia el Hemisferio Sur de las pruebas radiactivas generadas?. Se entiende que el principal agente de transporte de las nubes radiactivas son los vientos reinantes, dependiendo ello de la altura alcanzada en el foco por el material radiactivo.


Algunos antecedentes

No sabemos de qué tipo son los cuatro reactores de Chernobyl (existen en la actualidad alrededor de 50 tipos diferentes de reactores en el mundo), pero básicamente un reactor nuclear consta de un corazón o zona donde se produce la reacción nuclear. Esta consiste en la partición de un núcleo pesado en dos tracciones aproximadamente iguales -núcleos más livianos- acompañada por una liberación de una gran cantidad de energía y de neutrones, que a su vez pueden generar la participación de nuevos núcleos pesados. Es el proceso conocido como de fisión nuclear.

Dicho proceso no debiera ser confundido por el lector con el de fusión nuclear. En el método de fisión se libera la energía cuando los átomos de elementos pesados, como el uranio o plutonio, son desintegrados. Los reactores de fusión, en cambio, unen átomos ligeros para producir energía al llevar enormes pulsaciones de energía a diminutas "pelotitas" de combustible de hidrógeno. Lo que hace que la fusión resulte más atractiva que la fisión es que su combustible básico es una forma de hidrógeno que se halla en provisión casi inagotable en el agua de los océanos haciendo que resulte abundante y económica.

A temperaturas muy altas, es posible la fusión de núcleos atómicos livianos para formar un átomo pesado, liberando aún mayor cantidad de energía radiación gamma de corta longitud de onda entre 0.01 a 100 Mev (millones de electrón volt), radiación alfa y beta. Como producto de tal reacción, la temperatura en el corazón del reactor es elevadísima y en el caso del de Chernobyl ésta habría alcanzado los 10.000° K (En reactores de última versión, que obedecen a los principios de confinamiento magnético del combustible nuclear, conocidos con el nombre de "Tokamak", las temperaturas son del orden de los millones de grados Kelvin). Se comprende entonces que el sistema del reactor debe constar de un eficiente medio de refrigeración continua, capaz de absorber la cantidad de calor desprendida en la reacción nuclear, manteniendo una temperatura en la envoltura (carcaza) del corazón del reactor por debajo de la temperatura crítica de fundición de los materiales de que está construida. La energía calórica recogida por el refrigerante puede ser utilizada, por ejemplo, para impulsar turbinas en la generación de electricidad.


No hubo explosión

Sea cual fuera el medio utilizado para la refrigeración, la eficiencia de la misma es crucial. Lo sucedido en Chernobyl fue precisamente una falla en la circulación del refrigerante y por lo tanto un aumento considerable de la temperatura -por sobre la crítica- que provocó la fundición de las paredes del reactor, su desplome y el consiguiente escape de material radiactivo. No se trató entonces de una explosión cuyos efectos presumiblemente serían de una catástrofe mayor. La nube radiactiva generada por la corriente térmica (gradiente térmica muy alta, aproximadamente 10.000° K entre el reactor y la atmósfera inmediata) debe haberse elevado por sobre los seis mil metros de altura, con succión de aíre frío (puro) que a su vez al aumentar su temperatura subió arrastrando mas material activado. El proceso continuó hasta que se logró sepultar el reactor con toneladas de arena y otros materiales para atenuar las emisiones de material radiactivo (9 de mayo de 1986). Las nubes radiactivas incorporadas a la atmósfera fueron arrastradas por los vientos preponderantes de la zona, siendo los primeros países en detectar la nube radiactiva Suecia, Finlandia y Noruega (hacia el Atlántico Norte), pero un cambio en la dirección del viento llevó la precipitación radiactiva hacía el Oriente (Japón).


Barrera ecuatorial

La Figura N° 2 muestra una circulación normal de vientos, con prescindencia de los efectos locales, debidos únicamente a las gradientes térmicas entre los polos y el Ecuador y las debidas a la propia rotación de la Tierra en torno a su eje polar. En la zona ecuatorial, el aire más tibio se eleva debido a su menor densidad, desplazando las masas de aire hacia los polos. En éstos, al enfriarse el aire, aumenta su densidad y desplaza aire frío hacia el Ecuador. Sin embargo, el Ecuador constituye una especie de barrera térmica que impide que las corrientes de aire provenientes de los polos la traspasen. Este último hecho, es por lo mismo, la gran barrera que ha impedido que el aire altamente contaminado del Hemisferio Norte trasponga los límites del plano ecuatorial. Como antecedente, en el año 1964 las medidas de la radiactividad en Concepción y en Santiago (para las mismas fechas) eran del orden de los 10¹¹ Curie/m³ (cien mil millonésimas de Curie por metro cúbico). Para la misma fecha en el Hemisferio Norte, los datos registrados fueron del orden de unas 10.000 veces superior. Se supone que en la actualidad esta desproporción se vea magnificada en razón de la cantidad de reactores nucleares y de desechos radiactivos y pruebas nucleares desarrolladas en el Hemisferio Norte, en comparación con las que se realizan en nuestro Hemisferio.

A propósito de haberlo citado, digamos como un dato de interés que el Curie es la unidad básica empleada para expresar la intensidad de radiactividad de una muestra de material. Representa 37 billones de desintegraciones por segundo (3,7 x 10¹⁰ desintegraciones/seg.), aproximadamente la radiactividad de un gramo de radio.

El depósito de material radiactivo de este a oeste en el Hemisferio Norte, sin embargo, no es uniforme y se minimiza en la medida que se aleja del foco radiactivo, en parte arrastrado por las aguas lluvias. Pero en general, y como se muestra en la Figura N° 2, la dispersión se anillará en torno al Hemisferio Norte con un gradual ensanchamiento Norte-Sur y disminución de su densidad. Los materiales más densos se habrán depositado en las zonas relativamente más cercanas y los menos densos arrastrados a distancias considerables. Es posible que partículas radiactivas más livianas permanezcan incorporadas permanentemente a la atmósfera.

Por otra parte hay que considerar la vida media (VM) de los materiales radiactivos, entre éstos el Yodo 131, con VM de 8,04 días y el Estroncio 90, con VM de 19,9 años. Se entiende por vida media el tiempo necesario para que la actividad del elemento radiactivo disminuya a la mitad de su valor original, esto es, una disminución exponencial de la actividad. Esto significa que la actividad (de acuerdo con la Figura N° 3) para un material radiactivo X cualquiera de vida media T, transcurrido un tiempo igual a T su actividad habrá decaído al 50%; para T = 2T, a un 25%, etc. Es decir que el elemento radiactivo, como tal, habrá desaparecido después de muchos períodos dando lugar a otros elementos de la familia radiactiva hasta llegar a un elemento estable. En otras palabras, el medio permanecerá contaminado durante un tiempo para el caso del estroncio, de por lo menos 100 años, tiempo para el cual el estroncio remanente será aproximadamente el 3% del inicial: (1/2)⁵x 100. Sin embargo, el estroncio desaparecido habrá dado lugar a otros elementos radiactivos y éstos a su vez a otros hasta llegar a un elemento estable; cada uno de estos nuevos elementos con vidas propias características.

El daño que provocó la catástrofe de Chernobyl no se puede medir en términos de las víctimas inmediatas al accidente, lo cual aunque lamentable es mínimo. Resulta también inmedible por los efectos que la radiación tendrá (alfa, beta y gamma que las partículas radiactivas emiten al ir transmutándose hasta llegar a un elemento estable de su cadena) en los seres vivos durante muchas décadas, alterando con ello su genética, su condición de vida y su supervivencia.



Jorge Ale Araneda

Departamento de Física
Facultad de Ciencias, Universidad de Concepción.