What's This?
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Experts from emerging and developing countries debate crucial, timely topics related to nuclear energy, nuclear proliferation, and economic development. Each author contributes an essay per round, for a total of nine essays for the entire Roundtable. This feature was made possible by a three-year grant from the Norwegian Foreign Ministry.

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Development and Disarmament Roundtable

Uranio altamente enriquecido: menos es más

Una serie de iniciativas destacadas busca reducir la posibilidad del terrorismo y la proliferación nuclear al minimizar el uso de uranio altamente enriquecido (HEU, por sus siglas en inglés) en aplicaciones civiles. Los operadores de los reactores de investigación entienden el por qué de la reducción del uso de HEU, pero remplazarlo por uranio poco enriquecido podría conllevar serios retos financieros, técnicos y políticos –los que serían más evidentes para el gerente de un reactor de investigación que para los burócratas y especialistas de no proliferación que se encuentran lejos de la situación. En esta Mesa Redonda, Charles Piani de Sudáfrica, Pablo Cristini de Argentina y Alexandr Vurim de Kazajistán comparten su experiencia con la minimización y responden a la siguiente pregunta: "¿cómo podrían los países desarrollados incentivar a los programas en el mundo emergente y en desarrollo para que minimicen el uso de HEU?"

Round 1

08/20/2013 - 09:23

Minimizar el peligro, aumentar el dolor de cabeza

Charles Piani (ES)
08/20/2013 - 09:25

Cómo prescindir del uranio altamente enriquecido

Pablo Cristini (ES)
08/20/2013 - 09:26

La conversión en Kazajistán: un juego de múltiples jugadores

Alexandr Vurim (ES)

Round 2

08/20/2013 - 09:27

¿Es mejor controlar que eliminar?

Charles Piani (ES)
08/20/2013 - 09:29

La conversión a LEU: pétalos y espinas

Pablo Cristini (ES)
08/20/2013 - 09:30

¿La minimización a toda costa?

Alexandr Vurim (ES)

Round 3

08/20/2013 - 09:32

Comerse un elefante

Charles Piani (ES)
08/20/2013 - 09:33

Difícil pero vale la pena

Pablo Cristini (ES)
08/20/2013 - 09:34

Adquiriendo una nueva perspectiva

Alexandr Vurim (ES)

Round 1

08/20/2013 - 09:23

Minimizar el peligro, aumentar el dolor de cabeza

Controlar el acceso a materiales fisibles se encuentra entre las medidas más importantes que pueden ser aplicadas para prevenir la proliferación de armas nucleares, además se reconoce ampliamente que el uranio altamente enriquecido (HEU, por sus siglas en inglés) es una amenaza de proliferación, aunque sea para el uso militar o civil. Esto explica por qué la comunidad internacional prefiere apoyar el uso de uranio poco enriquecido (LEU, por siglas en inglés) en vez del uranio altamente enriquecido.

En el mundo en desarrollo, el uranio altamente enriquecido se usa de dos maneras que son relevantes para las iniciativas de reducción: como combustible para reactores de investigación que aún no ha sido convertido o que no puede convertirse en LEU y como blancos que contienen uranio fisionable para la producción de radioisótopos médicos. (Podríamos discutir otros dos usos en el futuro: el combustible para reactores navales y para reactores rápidos).

Las organizaciones que promueven la conversión a uranio poco enriquecido, tales como la Administración Nacional de Seguridad Nuclear de EE.UU. (NNSA, por sus siglas en inglés) y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), a veces utilizan la política del palo y la zanahoria para alentar a las naciones a efectuar la conversión. Como parte de las amenazas estas organizaciones podrían blandir la idea de que los países en desarrollo perderían todo su uranio enriquecido si no cambian a LEU. Como parte de los incentivos, podrían ofrecer apoyo a los países en desarrollo para llevar a cabo investigaciones e iniciativas de desarrollo o darles la oportunidad de exportar radioisótopos. Muchos países en desarrollo, como respuesta a la presión política o a las restricciones comerciales y en un esfuerzo por cooperar con actores internacionales, están intentando reducir lo más posible su uso de HEU. Sin embargo, una complicación para los reactores de investigación del mundo en desarrollo es que los supervisores de las instalaciones a menudo hacen frente a presiones para reducir los costos de las partes interesadas -- y la conversión a LEU, ya sea para combustible o blancos, conlleva implicaciones financieras significativas.

¿El costo es muy alto? Varios reactores de investigación que usan uranio altamente enriquecido para combustible no necesitan cambiar a LEU urgentemente -- tienen a su alcance suficientes reservas de combustible para muchos ciclos operacionales. Pero los reactores que sí requieren provisiones nuevas de combustible tienen ante sí una pregunta doble: ¿es factible que un reactor cambie a LEU? y ¿se podría hacer esta conversión de manera eficaz y económica? Si la administración decidiera convertir el combustible, tendría que encontrar apoyo financiero adecuado para asegurar que la transición hacia LEU sea fácil y que garantice la sustentabilidad operacional de la instalación. 

La conversión a blancos de LEU para la producción de radioisótopos médicos presenta una serie diferente de problemas. La producción de radioisótopos es una industria internacional importante; el molibdeno 99, y en particular, su producto de desintegración, el tecnecio 99 (un isótopo médico metaestable) desempeñan una función en aproximadamente 30 millones de aplicaciones para pacientes por año. Históricamente, la industria se ha concentrado en la irradiación de blancos de HEU (a menudo, es uranio 235 enriquecido a más de un 90 %). La conversión hacia blancos de LEU requiere que el contenido de uranio del blanco se multiplique por dos o más. Esto representa un reto técnico. Además, para que la producción de radioisótopos permanezca constante, se requieren más blancos y se producen mayores volúmenes de deshechos.

Otro obstáculo se presenta cuando las instalaciones cambian a LEU, ya sea en combustible o blancos experimentando la conversión. A menudo se requiere un tiempo de espera de varios años, durante los cuales se deben poner al corriente las licencias nucleares y permisos para desarrollar aplicaciones médicas. Todo esto implica costos significativos por adelantado, de los que se encargarían o los reactores, o sus productores de isótopos o las partes interesadas más importantes (como por ejemplo, el gobierno). Además, los reactores de investigación y las instalaciones de producción de isótopos deben preocuparse por las pérdidas de ventas durante cualquier cambio, lo que significa que con frecuencia la conversión debe realizarse aún cuando se está llevando a cabo el proceso de producción actual. Esto implica serias preocupaciones para la capacidad y los costos.

Para los reactores de investigación en el mundo en desarrollo que hacen frente a estos problemas, las opciones financieras, por lo general, tienen sus límites. Podrían pedir ayuda de los actores interesados, como el gobierno. Podrían intentar arreglárselas con el financiamiento disponible de la producción comercial de isótopos. O, cuando estuviera disponible, podrían pedir asistencia a los países desarrollados, es decir, incentivos. (A veces, los mejores resultados se alcanzan al combinar estos tres métodos). La asistencia técnica y financiera significativa de los países desarrollados proviene, entre otras fuentes, del Departamento de Energía de EE.UU. y de la iniciativa del NNSA, conocida como el Programa de Enriquecimiento Reducido para Reactores de Investigación y de Ensayo (RERTR, por sus siglas en inglés), así como también del Programa ruso de Devolución de Combustible de Reactores de Investigación; ambos han recibido apoyo organizativo y financiero significativo del OIEA.

¿Estará muy bajo el límite? A menudo, cuando los países desarrollados y en desarrollo discuten la reducción de HEU, lo primero en la agenda es la conversión al uso de uranio poco enriquecido de los reactores. El segundo punto es el traslado oportuno y la eliminación de los materiales nucleares de las instalaciones que ya no utilizan estos mismos. Para asistir en la conversión del reactor, los países desarrollados, por lo regular, proporcionan evaluaciones computacionales y subsidiadas sobre la viabilidad de la operación de reactores utilizando LEU y sobre los aumentos previstos de los costos de la producción de isótopos después de la conversión. El traslado y la eliminación de materiales nucleares plantean problemas, incluyendo el almacenamiento seguro de materiales fisibles gastados hasta que puedan ser procesados de manera adecuada o repatriados. Se ha realizado un avance significativo en los últimos años en la devolución de material fisible gastado de reactores de investigación hacia Estados Unidos y Rusia, pero persisten problemas -- por ejemplo, cómo repatriar los materiales residuales vinculados al combustible que no es originario de Estados Unidos o Rusia. Además, el Programa Gap Material, una parte de la Iniciativa para la Reducción de la Amenaza Global de EE.UU., la que pretende encargarse de materiales de alto riesgo no mencionados en otros programas parece acercarse a un punto muerto.

Dejando de lado esto, la pregunta planteada en esta Mesa Redonda -- "¿Cómo podrían los países desarrollados incentivar de la mejor manera posible los programas de reducción de HEU en el mundo emergente y en desarrollo?" -- pide a gritos una aclaración del término "reducción de HEU".

La gran motivación detrás de la reducción de HEU está relacionada al Tratado sobre no proliferación nuclear y al esfuerzo de casi 200 naciones signatarias para la prevención de la propagación de armas nucleares. Minimizar el uso de HEU en las aplicaciones civiles es una consecuencia natural del tratado. Pero a pesar de las discusiones regulares sobre este tema, no existe un consenso universal sobre lo que significa la reducción de HEU, a diferencia del término eliminación de HEU, sobre el que sí existe un consenso. Además, existe un escepticismo notable alrededor de la idea de que todos los niveles de utilización de HEU representan un problema verdadero de proliferación.

Por definición, el HEU contiene más de un 20 % de uranio 235 concentrados; el LEU tiene menos de un 20 % de uranio 235 concentrado. Aquí plantearé una pregunta que tal vez sea contenciosa pero que no obstante, amerita su consideración: ¿por qué no se podría aumentar el límite de LEU a algo más del 20 %, para así ayudar a que los reactores de investigación alrededor del mundo en desarrollo puedan superar los retos tecnológicos y financieros a los que se enfrentan durante el proceso de conversión?

08/20/2013 - 09:25

Cómo prescindir del uranio altamente enriquecido

Cerca de un 85 % de los procedimientos de medicina nuclear para diagnóstico, el equivalente de 30 millones de procedimientos por año, utiliza tecnecio 99, un isótopo médico metaestable. Éste es el producto de descomposición de molibdeno 99, el que es considerado como el radioisótopo más importante utilizado en la medicina nuclear.

Se puede producir molibdeno 99 de varias maneras, pero la forma más eficaz para la aplicación médica es la fisión -- mediante el uso de neutrones térmicos producidos en un reactor nuclear para irradiar a los blancos que contienen uranio. Esto resulta en la ruptura (o fisión) de los átomos de uranio para la obtención de varios isótopos estables y radioactivos; uno de ellos es el molibdeno 99. Al final, este isótopo es transportado a los fabricantes de generadores, que a su vez entregan los generadores a centros de medicina nuclear. Ahí, se utiliza el tecnecio 99 para marcar las moléculas que se utilizan en los procedimientos para diagnósticos.

Se puede emplear tanto el uranio altamente enriquecido (HEU) como el uranio poco enriquecido (LEU) a modo de blanco (el material hacia donde se lanzan los neutrones para inducir la fisión en el núcleo del reactor). El uso de HEU conlleva riesgos intrínsecos para la proliferación nuclear y el terrorismo. Utilizar el LEU reduce estos riesgos de manera significativa.

De altamente a poco enriquecido. La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) de Argentina, la que es responsable de realizar investigaciones y desarrollo nucleares y también de aplicaciones y servicios, tales como la producción de radioisótopos, empezó a producir molibdeno 99 en 1985, utilizando blancos enriquecidos con más de un 90 % del isótopo 235. En 1988 y 1989, el reactor RA-3 de la comisión –en ese entonces, y al igual que hoy en día, el reactor más importante para la producción de radioisótopos de Latinoamérica– reemplazó su combustible por LEU para responder a las preocupaciones internacionales sobre la proliferación. El siguiente paso para minimizar el uso de HEU fue desarrollar un procedimiento para la producción de molibdeno usando blancos de uranio poco enriquecido.

El primer reto suponía desarrollar blancos de LEU adecuados que producirían por lo menos la misma cantidad de molibdeno obtenida durante la producción de blancos de HEU. Para conseguir esto, un proyecto conjunto fue llevado a cabo por grupos en la CNEA a cargo de los elementos de combustible, la fabricación de blancos y el procesamiento químico de blancos para la separación y purificación de molibdeno. Se realizaron pruebas de varios compuestos de uranio hasta que, finalmente, se desarrolló un blanco de LEU con una geometría similar a la del blanco previo de HEU, pero con un mayor contenido de uranio.

Para empezar a utilizar estos nuevos blancos, se requerían varios cambios en los procedimientos de separación y purificación de la instalación, aunque la infraestructura sólo requería leves modificaciones. En 2002, comenzó la producción comercial de molibdeno 99 de blancos de LEU. Todo el proyecto de conversión fue realizado por el personal de la comisión, sin apoyo externo técnico o financiero. Hoy, la CNEA produce molibdeno 99 de alta calidad que satisface toda la demanda de Argentina y un tercio de la de Brasil.   Además, alrededor de un 15 % del molibdeno 99 producido se exporta a la región de Latinoamérica, más allá de Brasil, en forma de generadores de tecnecio 99.

La experiencia argentina con la conversión de HEU a LEU, a menudo, se ha presentado en el ámbito internacional como prueba de que ésta es factible técnica y económicamente. Varios ejemplos incluyen un estudio en 2009 encargado por el Congreso de EE.UU., "Producción de isótopos médicos sin uranio altamente enriquecido"; las publicaciones del Grupo de Alto Nivel sobre la Seguridad del Suministro de Radioisótopos Médicos, una iniciativa que abarca temas sobre el suministro global y también sobre la conversión a blancos de LEU para la producción de radioisótopos vía fisión; y el programa del Departamento de Energía de EE.UU. también conocido como Enriquecimiento Reducido para Reactores de Investigación y de Ensayo.

Los esfuerzos actuales de la CNEA para construir un nuevo reactor de investigación y de producción, así como también para una planta nueva de producción de radioisótopos vía fisión con mayor capacidad, ayudarán a aumentar la disponibilidad de radioisótopos médicos producidos con blancos de LEU. Esto ayudará a evitar una crisis de suministro de tecnecio 99 -- en 2009, fallas en una instalación de tecnecio canadiense provocaron dicha crisis -- y también contribuirá a la iniciativa global para la minimización de uranio altamente enriquecido.

Alentar la conversión. Los esfuerzos internacionales para minimizar el uso de HEU en el sector civil van en buen camino. Varias iniciativas arriba mencionadas son instrumentos poderosos para hacer pública la viabilidad y la importancia de la conversión hacia LEU; también lo son los esfuerzos del Organismo Internacional de Energía Atómica para coordinar reuniones y establecer proyectos de investigación en este tema. A nivel nacional, los países con una demanda fuerte de productos de molibdeno vía fisión deben demostrar su preferencia por los suministradores que utilizan LEU e imponer restricciones a productos de HEU.

La CNEA ha contribuido significativamente al proceso de conversión, no sólo por convertir los núcleos de los reactores de RA-3 y RA-6 y su proceso de producción de molibdeno 99 a LEU, pero también por transferir con éxito su tecnología para la producción de LEU a entidades extranjeras. Éstas incluyen la Organización Australiana de Ciencia Nuclear y Tecnología y la Autoridad de Energía Atómica de Egipto.

De manera conjunta, los esfuerzos nacionales y multilaterales están ayudando a crear un mejor entendimiento de la importancia de la eliminación de HEU en las aplicaciones civiles. Esto ayudará a hacer del mundo un lugar más seguro.

08/20/2013 - 09:26

La conversión en Kazajistán: un juego de múltiples jugadores

Las iniciativas internacionales para reducir el uso de uranio altamente enriquecido (HEU, por sus siglas en inglés) ameritan el apoyo incondicional, pero la conversión a uranio poco enriquecido (LEU, por sus siglas en inglés) a menudo es un proyecto difícil. Los reactores de investigación emplean una serie de diseños que se utilizan para propósitos distintos, y diversos países difieren sobre cómo se debe realizar la conversión. En mi propio país, Kazajistán, se han puesto en práctica planes preliminares para convertir el combustible a LEU en tres reactores de investigación. Pero el avance no ha sido tan rápido como pudiera haberlo sido.

¿Por qué? Para responder a la pregunta, uno debe entender la burocracia alrededor de los reactores de investigación de Kazajistán, los cuales pertenecen y operan bajo entidades gubernamentales. Dos de los cuatro reactores de investigación del país, conocidos como IVG e IGR, son propiedad del Centro Nuclear Nacional y son operados por una de las divisiones del Centro, el Instituto de Energía Atómica, que también es mi empleador. El tercer reactor es propiedad del Instituto de Física Nuclear, una entidad separada del Centro Nuclear Nacional. El cuarto reactor está cerrado por un plazo indefinido, tras haberle descargado el combustible y no sirve ningún propósito en términos de la conversión.

La conversión a LEU debe ser aprobada por dos oficinas gubernamentales -- la Agencia de Energía Atómica, quien regula los reactores y supervisa temas tales como permisos y seguridad, y también por el Ministerio de Industria y Nuevas Tecnologías. El ministerio ha aprobado la conversión en los reactores IVG e IGR. Pero la Agencia de Energía Atómica (que pronto se reorganizará como el Comité de Energía Atómica) no ha dado su aprobación. La agencia sólo dará su aprobación a la conversión si el diseñador principal y el gerente de investigación de las instalaciones están de acuerdo con los cambios en los reactores; las leyes y regulaciones kazajas requieren, para las decisiones acerca de la conversión de LEU, que se involucren los diseñadores principales y los gerentes de investigación de cada uno de los reactores.

Y aquí se complican aún más las cosas porque estos mismos no son entidades kazajas. Al contrario, debido a los orígenes soviéticos de los reactores, son entidades estatales rusas que ahora tienen un rol mínimo en la operación de los reactores. Más concretamente, las acciones de los diseñadores principales y los gerentes de investigación hasta ahora no han sido coordinadas por una sola entidad en Rusia, dejando que el Instituto de Energía Atómica se coordine entre ellos. Pero esto va más allá de la capacidad del instituto de coordinar las acciones de entidades en otro país.

Aquí es útil recordar la estructura organizativa que fue utilizada cuando se establecieron los reactores de investigación por primera vez en Kazajistán. Todo el trabajo se realizó bajo el liderazgo unificado del ministerio soviético a cargo de la ciencia nuclear, energía e industria. Tanto el gerente de investigación, como el diseñador principal y la organización para la operación eran parte de este ministerio y estaban conectados por una serie de obligaciones y responsabilidades claras. Este sistema interactivo ayudó a crear los sectores científicos e industriales más avanzados en la Unión Soviética, y una de las industrias más avanzadas de energía nuclear en el mundo. Lamentablemente, el gobierno kazajo, sin mencionar el Instituto de Energía Atómica, carece de las capacidades que poseía el anterior ministerio soviético.

Ante todo esto, los representantes de la Iniciativa Global para la Reducción de Amenazas, un proyecto de EE.UU. para la minimización de HEU, han intentando trabajar con otra entidad, los fabricantes rusos de combustible para reactores. El plan sería que el suministrador de combustible desarrollara combustible de LEU que permitiese la conversión en los reactores. Pero aunque esto resuelva algunos problemas técnicos, no resolvería los problemas burocráticos. De todas formas, se requeriría la participación completa del diseñador principal y del gerente de investigación.

El Instituto de Energía Atómica ahora está intentando evitar estos problemas negociando con los suministradores de combustible para reactores, con la esperanza de que el suministrador se responsabilice de la coordinación entre todas las entidades rusas involucradas. Efectivamente, en el reactor kazajo de investigación, operado por el Instituto de Física Nuclear, los esfuerzos para la conversión avanzan sin complicaciones, precisamente porque el productor estatal ruso de combustible está coordinado con las entidades rusas más relevantes.

La solución ideal para el proceso de conversión de Kazajistán podría haber sido que los representantes del gobierno de EE.UU. establecieran más enlaces con los funcionarios de Rusia, alentando al gobierno ruso a interesarse verdaderamente en el trabajo -- aceptando la responsabilidad de todos los aspectos del proceso de conversión que requieren la experiencia del gerente de investigación, diseñador principal y fabricante de combustible rusos. Al fin y al cabo, la conversión no puede proceder sin esa clase de cooperación intergubernamental. En todo caso, la experiencia de conversión kazaja sirve como ejemplo de los problemas a los que los reactores hacen frente cuando intentan minimizar su uso de uranio altamente enriquecido.

Round 2

08/20/2013 - 09:27

¿Es mejor controlar que eliminar?

Mis colegas, en sus primeros ensayos de la Mesa Redonda, describieron de manera bastante diferente sus experiencias con la conversión de reactores de investigación, o con el intento de convertirlos de uranio altamente enriquecido (HEU) a uranio poco enriquecido (LEU). El relato de Pablo Cristini sobre la conversión en Argentina presenta una situación en donde un país en desarrollo posee la capacidad independiente de convertir un reactor a LEU: el conocimiento local es suficiente para llevar a cabo el proyecto, y el gobierno de la nación ofrece el apoyo adecuado. El ensayo de Alexandr Vurim sobre la conversión en Kazajistán muestra una situación en la cual la instalación nuclear está capacitada para llevar a cabo la conversión, pero las restricciones de naturaleza nacional e internacional podrían prevenir que esto suceda. Obstáculos como aquellos a los que se enfrenta Kazajistán pueden ser muy difíciles de sobrepasar, a menos que los beneficios de la conversión convenzan a los diseñadores de políticas.

La experiencia de Sudáfrica con la conversión a LEU en su reactor de investigación SAFARI-1 es mucho más parecida a la situación argentina que a la de Kazajistán. En Sudáfrica, como en Argentina, fue posible resolver todos los problemas técnicos a nivel local, y los esfuerzos de la conversión sudafricana se vieron beneficiados por la estrecha cooperación gubernamental en el ámbito legal y regulatorio. Las circunstancias financieras en ambos países, sin embargo, parecen haber sido bastante diferentes.

Para empezar, la exportación de molibdeno 99 de Sudáfrica es significativamente mayor que la de Argentina, por lo tanto, las consideraciones comerciales jugaron un papel muy importante durante las deliberaciones en Sudáfrica. Además, aunque el departamento de energía de la nación proporcionó gran financiamiento para la conversión, Sudáfrica también acogió la ayuda estadounidense para la investigación y desarrollo. Esta ayuda se manifestó en evaluaciones del procedimiento local para la fabricación de productos de LEU y con sugerencias para mejorarlo, así como también mediante cálculos teóricos sobre el rendimiento de combustible y de placas para blancos. (Esta ayuda la proporcionó, por ejemplo, el Laboratorio Nacional de Argonne).

Sin embargo, aún persiste un problema. El SAFARI-1 completó el proceso de conversión a combustible de LEU en el 2009 y a blancos de LEU en el 2010, pero las autoridades regulatorias aún no han otorgado el permiso a la Corporación de Energía Nuclear de Sudáfrica para que las fábricas de blancos y de combustible HEU empiecen a producir versiones de LEU. Por lo tanto, la corporación de energía nuclear en la actualidad debe importar placas de LEU para blancos y para el montaje de combustible y de barras de control. Esto representa una pérdida de autosuficiencia comercial no deseable

No es muy convincente. Como ya mencioné en mi primer ensayo, los reactores de investigación en el mundo en desarrollo hacen frente a una serie de consideraciones complejas cuando tienen que decidir si deben convertir a LEU, y las instalaciones donde aún hay combustible y blancos de HEU, en algunos casos, continuarán atrasando la conversión, a menos que la comunidad internacional los llegue a persuadir de manera muy convincente. Se puede ofrecer ayuda a los reactores para la exportación de radioisótopos, y los diseñadores de políticas entienden esta clase de incentivo comercial bastante bien. Pero los argumentos de no proliferación que los países en desarrollo utilizan a favor de la conversión a veces son menos convincentes. Esto es verdad en especial cuando la conversión de un reactor es muy difícil. Por ejemplo, (claro que no es un país en desarrollo) el Forschungsreaktor Munchen-II de Alemania. Ahí la conversión parecía imposible a menos que se pudieran resolver problemas técnicos difíciles que involucraban la densidad de combustible. Cuando problemas de esta índole complican la conversión en reactores, sin duda es adecuado considerar los sistemas de seguridad que la nación utiliza para el material nuclear, en vez de intentar forzar la conversión en todos los casos. Una pregunta que planteé en mi primer ensayo también es relevante aquí: ¿por qué la distinción entre uranio poco y altamente enriquecido no podría ser aumentada a algo mayor de un 20 % de uranio 235? Desde mi punto de vista, el nivel de enriquecimiento de un 30 % sería bastante seguro desde la perspectiva de no proliferación.

Surgen preguntas nuevas entonces. Para empezar, ¿qué constituye una minimización eficaz de HEU? ¿Cuánto HEU, en manos de un país o instalación en particular, se considera inaceptable? ¿Cómo se responde a esta pregunta cuando el combustible es nuevo y cómo se responde cuando el combustible es gastado?

¿No contribuirían más los países en desarrollo en contra de la proliferación al centrar sus esfuerzos y financiamiento para controlar de manera adecuada el uranio altamente enriquecido -- ya sea en sus propias instalaciones o en instalaciones con más riesgos en el mundo en desarrollo -- que al intentar eliminar todo el uranio enriquecido que sobrepasa un umbral en particular?

08/20/2013 - 09:29

La conversión a LEU: pétalos y espinas

Tal y como lo han establecido hasta ahora los ensayos publicados en esta Mesa Redonda, la conversión a uranio poco enriquecido (LEU) en los reactores de investigación y en las instalaciones para la producción de radioisótopos de fisión puede conllevar una serie de obstáculos. Algunos retos son meramente técnicos, algunos financieros y otros, como suele ocurrir con los isótopos médicos, están relacionados con la seguridad y con los reglamentos médicos.

La experiencia ha demostrado que los obstáculos técnicos de la conversión en las instalaciones de producción de molibdeno 99, por lo general, pueden ser superados. Las instalaciones que usan blancos a base de uranio altamente enriquecido (HEU) con frecuencia tienen a su alcance expertos independientes para desarrollar métodos de procesamiento a base de LEU o para ayudar a adaptar sus procesos existentes de HEU.   Cuando hace falta más peritaje, los proyectos tales como la Iniciativa para la Reducción de la Amenaza Global, pueden proporcionar asistencia que permite proceder con la conversión.

En algunos casos, los retos financieros son mayores que los técnicos. Estos obstáculos pueden superarse mejor cuando cada accionista en la cadena de abastecimiento de radioisótopos de fisión llega a creer que la conversión es de suma importancia para la seguridad global. Pero convencer a todos de esto puede ser difícil, ya que la cadena de abastecimiento contiene varios eslabones: los fabricantes de blancos de uranio, los reactores de investigación, los procesadores de molibdeno 99, los fabricantes y distribuidores de generadores de tecnecio 99 y los centros de medicina nuclear. Pero parece que la manera más satisfactoria para financiar el costo de la conversión es adquirir la cooperación de todos los accionistas, al igual que la del gobierno local y de las iniciativas internacionales de minimización.

El primer ensayo de Alexandr Vurim en esta Mesa Redonda describe una situación en la cual la reglamentación es esencial para el éxito del proceso de conversión en reactores de investigación. Efectivamente, la reglamentación desempeña un papel importante en muchos de los escenarios de conversión. Conseguir la aprobación reglamentaria para la conversión de LEU puede tardar mucho tiempo (y puede tardar aún más en nuevas instalaciones).  Además, en parte por motivos de reglamentación, las instalaciones que llevan a cabo la conversión, tal vez tendrían que dejar en pie el proceso simultáneo de producción por bastante tiempo: el proceso existente de HEU para producir radioisótopos médicos hasta que la conversión sea completada, y el proceso de LEU que, a medida que se va perfeccionando, vaya dando un ejemplo a las autoridades reglamentarias.

Hasta ahora he analizado mayormente las instalaciones que ya están operando. Pero creo que lógicamente es deseable que los recién llegados a la producción de radioisótopos de fisión usen blancos de LEU desde un principio, aún si el HEU se produce localmente. Algunos nuevos productores podrán desarrollar métodos de procesamiento a base de LEU por su propia cuenta, o podrían basarse en un proyecto del Organismo Internacional de Energía Atómica conocido como la Producción Autóctona de [Molibdeno 99] a Pequeña Escala Utilizando Blancos de LEU o la Activación de Neutrones, el cual ha sido muy útil para países emprendiendo la producción a pequeña escala de molibdeno 99. De la misma manera, las naciones podrían importar tecnología de LEU directamente de un país como Argentina, como lo han hecho Australia y Egipto

Definir el límite. Mi colega Charles Pianiplanteó subir el límite entre uranio poco y altamente enriquecido a algo más de un 20 % de uranio 235, y sugirió que un 30 % podría ser una línea divisoria más razonable. Otros han planteado el mismo problema, después de todo, los límites son por lo general algo arbitrarios. Y desde el punto de vista de algunos reactores de investigación, los factores económicos favorecerían un límite más alto al 20 %.

Creo, sin embargo, que un límite de 20 por ciento tiene sentido. En efecto, Alexander Glaser, profesor de la Universidad de Princeton y miembro de la Junta de Ciencias y Seguridad del Boletín, ha argumentado que la definición existente representa un buen compromiso para los imperativos competidores de no proliferación. Es decir, cuando los reactores de investigación utilizan uranio altamente enriquecido, los riesgos de proliferación a base de uranio aumentan, en el sentido de que el desvío o el hurto representarían una preocupación mayor para la seguridad, pero cuando las instalaciones utilizan uranio poco enriquecido, los riesgos de proliferación a base de plutonio aumentan (mayores cantidades de plutonio son producidas cuando el uranio poco enriquecido es irradiado). Suelo concordar con Glaser en que el límite existente "representa una opción razonable y hasta óptima para la meta de conversión en reactores de investigación" y añadiría, para la producción de radioisótopos de fisión.

08/20/2013 - 09:30

¿La minimización a toda costa?

Hasta ahora en sus ensayos, mis colegas Pablo Cristini y Charles Piani han expresado puntos de vista diferentes sobre algunos aspectos de la minimización del uso de uranio altamente enriquecido (HEU). Cristini ha demostrado lo que llamaría una postura convencional sobre el tema, mientras que Piani ha expresado una opinión algo más controvertida. Creo que concuerdo más con la última.

Desde una perspectiva convencional, convertir los reactores de HEU a uranio poco enriquecido (LEU), en general, es una solución práctica. Esta creencia se basa, en mayor parte, en las conversiones exitosas de los reactores que fabrican radioisótopos médicos, tales como molibdeno 99. Efectivamente, en dichas conversiones, la producción de molibdeno 99 se ha mantenido y los reactores no han tenido problemas en el mercado comercial de radioisótopos. Se ha adquirido mucha experiencia para la conversión en este tipo de reactor; las técnicas relevantes de fabricación de combustible han sido perfeccionadas en los últimos años; y las conversiones se han vuelto mucho más rutinarias. El éxito de la conversión en tales proyectos en este momento es predecible y depende sólo del planeamiento correcto, la gestión apropiada y la financiación adecuada.

Pero los reactores que fabrican radioisótopos médicos por lo general son similares entre ellos, mientras que los reactores con diferentes usos a menudo gozan de diseños singulares, que son inextricables de las funciones de un reactor de combustible. Generalmente los pulsorreactores pertenecen a esta categoría, en la cual el uranio altamente enriquecido provoca una densidad de flujo alto de neutrones en el centro de un reactor relativamente pequeño y también permite que los reactores operen por mucho tiempo sin necesidad de cargar combustible. Diseñar combustible poco enriquecido y adecuado para tal instalación puede ser muy difícil.   Precisamente por estas razones  me inclino a simpatizar con la perspectiva controvertida de Piani sobre la conversión, la cual, en mi opinión, más que nada tiene que ver con una actitud equilibrada hacia la conversión.

Un monumento al logro. El reactor de investigación IGR de Kazajistán, donde desempeño un papel administrativo, es el pulsorreactor de mayor potencia en el mundo. Ciertos estudios preliminares han demostrado que la conversión a LEU teóricamente es posible, pero una serie de dificultades técnicas son persistentes, y además es imposible sostener pruebas para saber cómo funcionará a largo plazo si se realiza la conversión.

Tomando en cuenta circunstancias como éstas, ¿los reactores de investigación deberían cambiar a  LEU a toda costa? ¿Qué pasaría si la conversión es tan difícil que esencialmente sería el equivalente a la construcción de un nuevo reactor, lo que podría suceder bajo la propuesta de conversión del IGR? (No creo que el edificio donde está ubicado el IGR, sin mencionar los sistemas más complejos de los reactores, pudiera ser utilizado después de la conversión). ¿Para qué reemplazar la mayoría del combustible que se encuentra en el reactor que podría tener un rendimiento excelente por varios años más? Y si es claro, como en el caso del IGR, que un reactor convertido no funcionará al mismo nivel que un reactor existente, la pregunta es la siguiente: ¿cuántos esfuerzos y gastos deben realizarse para convertir a un reactor que sería inferior a la unidad que ya existe?

El IGR ha estado funcionando por más de 50 años, y durante este tiempo ha demostrado ser muy seguro. Está equipado con todos los instrumentos y procedimientos estándares que lo protegen en contra del acceso no autorizado -- y está ubicado en el sitio previo de ensayos nucleares Semipalatinsk, una zona sumamente segura. Además, hay una demanda alta del IGR, ya que es adecuado para estudiar el comportamiento de combustible de ensayo en condiciones que simulan un accidente grave en el núcleo de los reactores de energía nuclear.

Sería lamentable si el reactor IGR, dado a un esfuerzo bien intencionado de conversión, no pudiera mantener sus capacidades actuales, y si el conocimiento y la tecnología que han existido en el último lustro efectivamente se perdieran. Por lo tanto, planteo la siguiente pregunta, cuya respuesta concreta no tengo. ¿Sería adecuado preservar el reactor IGR como un monumento al logro humano, y como símbolo de una parte del legado cultural de la humanidad?

Finalmente, me gustaría añadir que aún si el IGR y todas las instalaciones de esa índole cambiaran a LEU, el uranio altamente enriquecido no desaparecería del mundo. Por ejemplo, no creo que los reactores navales de propulsión, que utilizan HEU, desaparezcan en un futuro cercano.

Round 3

08/20/2013 - 09:32

Comerse un elefante

De donde vengo en África, cuando las personas se enfrentan a un gran problema abrumador, a menudo dicen, "¿Cómo se come un elefante?" La respuesta típica es la siguiente: "¡Bocado a bocado!" Minimizar el uso de uranio altamente enriquecido (HEU) es como el elefante que, efectivamente, se necesita comer poco a poco. Pero también podría ser que ciertas partes del animal son simplemente incomibles.

Mis colegas Pablo Cristini y Alexandr Vurim han expresado puntos de vista algo diferentes sobre cuándo se podría esperar de manera razonable que los reactores de HEU empezaran a utilizar uranio poco enriquecido (LEU). Pero han alcanzado un consenso: en los reactores que producen molibdeno 99, convertir los blancos fisionables a LEU es un proyecto factible, aunque probablemente doloroso. Se llegó a la misma determinación en el informe del 2012 de la Agencia de Energía Nuclear, que concluyó que, a pesar de las inversiones monetarias y el tiempo que conlleva la conversión, "la conversión es importante y sí se llevará a cabo". De todas formas, mientras sólo unas pocas naciones suministren HEU, y continúen ejerciendo presión para la conversión de los reactores que producen molibdeno, los países anfitriones de estas instalaciones entenderán que las alternativas a la conversión son muy limitadas. Al final, los reactores que quieran involucrarse en la producción comercial de isótopos médicos tendrán que comer el elefante bocado a bocado o pasar hambre.

Otra porción de la comida supone ciertos reactores de investigación que utilizan HEU y que llevan a cabo actividades más allá de la producción de isótopos. Por supuesto, cabe esperar que los nuevos reactores de investigación estén diseñados, por lo general, de tal manera que puedan funcionar bien con uranio poco enriquecido. Pero podría darse el caso de que la piel del elefante sea muy difícil de tragar. Esto se debe, en mayor parte, a que las posibilidades de reconfigurar el núcleo del reactor son, a menudo, limitadas en los reactores de investigación con diseños más viejos. En estos casos, -- por ejemplo, el reactor IGR en Kazajistán, presentado por Vurim -- la conversión implica, en la mayoría de ellos, un rendimiento reducido.

En estas instalaciones, el mundo desarrollado podría proporcionar algo así como un ablandador de carne al proveer apoyo técnico y financiero para los esfuerzos de conversión. Aún así el apoyo de este tipo no siempre es suficiente, y menos mientras la diferencia entre LEU y HEU permanezca al 20 por ciento de uranio 235. Por lo tanto, en algunas ocasiones, la comida simplemente no se puede servir, y cualquier estrategia internacional de minimización que tiene como objetivo que todos los reactores de investigación estén completamente a salvo desde el punto de vista de la proliferación, probablemente no será exitosa. La base de datos del Organismo Internacional de Energía Atómica sobre reactores de investigación indica este problema: varias docenas de reactores ahí enumerados tienen muy poca capacidad financiera o técnica para convertir el combustible por su propia cuenta. Más específicamente, no se muestran deseosos de la conversión. Cuando se trata de comer el elefante, al final no tienen el hambre suficiente.

Aunque la conversión no se realice en todos los casos, los países desarrollados podrían contribuir a la no proliferación al seguir llevando a cabo evaluaciones de riesgo en los inventarios de HEU en las naciones en vías de desarrollo, y también al ayudar a mejorar la seguridad y los programas de gestión de materiales donde sea adecuado. Los inventarios que presentan los mayores riesgos -- por ejemplo, las reservas de combustible nuevo de HEU en países en desarrollo sin programas adecuados para la gestión de material nuclear y la seguridad -- deben de tener la prioridad. El combustible gastado, en vista de su alta radioactividad, hasta cierto punto desalienta el hurto o desvío.

Los submarinos que utilizan energía nuclear, tal vez representan un problema más alarmante que los reactores de investigación. Por definición, los submarinos están aislados físicamente la mayoría del tiempo. Inevitablemente, harán escalas en países extranjeros, ya sea planeado o sin planear, y no es realmente posible aplicar la seguridad adecuada en instalaciones móviles. Como lo señaló Vurim en su segundo ensayo, el HEU para aplicaciones navales probablemente no se eliminará en un futuro cercano.

Pero cuando se trata de reactores de investigación, la conversión a LEU en las instalaciones que fabrican radioisótopos médicos ya está servida en la mesa, y se ingerirá de manera bastante rápida. Sin embargo, la conversión de todos los reactores de investigación a LEU podría llegar a ser aún más difícil que comerse un elefante.

08/20/2013 - 09:33

Difícil pero vale la pena

En su segundo ensayo de la Mesa Redonda, Alexandr Vurim me caracterizó como alguien con una "perspectiva convencional" sobre la conversión de reactores de investigación de uranio poco enriquecido (LEU) en vez de uranio altamente enriquecido (HEU). Desde un punto de vista convencional, detalló que la conversión parece "factible universalmente". Luego argumentó que sería difícil, e incluso imposible, operar ciertos reactores de investigación si se llevara a cabo la conversión a uranio poco enriquecido con la misma eficacia previa a la conversión. Además, sugirió que tal vez la conversión no debería intentarse en dichos casos.

Sigo opinando que muchas de las actividades realizadas en los reactores de investigación, lo que incluirá entre otras cosas la producción de radioisótopos, pueden llevarse a cabo perfectamente bien después de la conversión a LEU. En efecto, estoy de acuerdo con Vurim en que es irracional frenar las aplicaciones nucleares útiles si, por razones técnicas, no pueden realizarse con la eficacia adecuada después de la conversión a LEU. En algunas instancias, la conversión a uranio poco enriquecido simplemente no es una medida razonable. En estos casos, no se debería de interferir en sus actividades nucleares.

Charles Piani, en su ensayo final, perspicaz y divertido, utilizó una metáfora extensa donde representaba la conversión de LEU como un elefante que sólo se puede comer bocado a bocado, aunque puede que algunas partes de esta bestia resulten incomibles. Esto se acerca a la verdad, pero yo añadiría que el animal que se va a comer no sólo es un elefante, sino uno grandísimo, y que ciertos cortes de la carne podrían causar indigestión aguda. Aún así, se está sirviendo esta comida y, por lo tanto, los comensales tienen que hacer lo posible para dejar limpio el plato. Por lo menos pueden esperar a que les sirvan un postre delicioso: la satisfacción de deshacerse, al mayor alcance posible, del HEU civil en este mundo.

El trabajo sigue en pie. Se ha enfatizado en esta Mesa Redonda que el lugar y la manera de la conversión a LEU pueden ser un proyecto difícil. Sin embargo, las dificultades se mitigan por medio de la cooperación internacional, ya sea en reuniones de expertos o vía programas de minimización como la Iniciativa para la Reducción de la Amenaza Global y el programa de Enriquecimiento Reducido para Reactores de Investigación y de Ensayos. Estos recursos poderosos han demostrado ser bastante adecuados para superar una serie de obstáculos técnicos y financieros de la conversión. Con el paso del tiempo, en mi opinión, las interacciones como éstas crearán un consenso sobre el tipo de instalaciones nucleares que se deberán convertir a uranio poco enriquecido y cuáles deberán seguir permitiendo el uso de HEU. Sin embargo, donde sea que continúe el uso de uranio altamente enriquecido, las medidas de seguridad para prevenir el robo o el desvío deben mantenerse en los niveles más altos posibles.

Mientras tanto, el debate sobre la conversión continúa. No van a poder encontrar un método perfecto para la conversión, si definimos la perfección como la eliminación completa de los riesgos de proliferación y la supresión de todos los obstáculos técnicos y financieros de la conversión. Pero la concientización sobre los beneficios de la conversión permanecerá como un proyecto importante, uno que debe proceder por vías de iniciativas y conferencias internacionales y, ya que estamos en ese tema, en foros como esta Mesa Redonda.

La conversión requerirá esfuerzos. Requerirá financiamiento y tiempo. Al final, algunas instalaciones que usan uranio altamente enriquecido probablemente seguirán necesitándolo.   Pero yo estoy convencido de que el esfuerzo internacional para la conversión a uranio poco enriquecido vale la pena.

08/20/2013 - 09:34

Adquiriendo una nueva perspectiva

Este análisis en la Mesa Redonda ha sido muy provocador y me ha hecho ver de otra manera ciertos temas que rodean la conversión de los reactores de investigación de Kazajistán de uranio altamente enriquecido (HEU) a uranio poco enriquecido (LEU).

Los dos reactores de investigación activos del Centro Nuclear Nacional de Kazajistán (NNC) no requieren cargar combustible muy a menudo. En parte por este motivo, Kazajistán nunca ha desarrollado la capacidad para fabricar combustible para reactores. Si los reactores kazajos de investigación cambiaran a uranio poco enriquecido, la dependencia actual de fabricantes extranjeros de combustible probablemente perduraría. Por lo tanto, a primera vista, parecería normal que la empresa rusa, que actualmente produce combustible para el reactor del centro, proporcione el combustible de LEU después de que ocurra la conversión.

Pero tal vez no sea tan normal como parecería al principio. Esto se debe a que el combustible de LEU se enriquece a un nivel más bajo que el nivel del combustible de HEU; por lo tanto, para que el combustible poco enriquecido dé un rendimiento cercano al del combustible altamente enriquecido, la densidad del uranio en la matriz del combustible tiene que aumentarse. Pero esto conlleva implicaciones para la fabricación de combustible: la etapa del proceso en la que se convierte el combustible enriquecido en el ensamblaje adecuado para su uso en un reactor. Es decir, las tecnologías existentes para la producción de HEU no son, aún después de haber cambiado a uranio poco enriquecido, compatibles con los procedimientos existentes para la fabricación de combustible de LEU. Esto significa que las técnicas de fabricación para el combustible poco enriquecido probablemente deberían ser diseñadas empezando de cero.

Y como la conversión requiere tantos cambios, la empresa que actualmente fabrica combustible para los reactores kazajos de investigación no tendría ninguna ventaja sobre otras empresas competidoras, aparte de sus antecedentes laborales con Kazajistán. Por lo tanto, parece apropiado que las autoridades kazajas, si la conversión se lleva a cabo, hagan una evaluación objetiva de todo el mercado de suministradores de combustible de LEU y que no le otorguen un estatus especial al suministrador existente de combustible.

Otro problema sobre el cual he estado pensando como resultado de esta Mesa Redonda es la manera exacta para llevar a cabo la conversión en los reactores kazajos. Los reactores que pertenecen al NNC se usan constantemente para proyectos de investigación, la mayoría para la energía nuclear (incluyendo la fusión). El Centro se puso de acuerdo con clientes sobre su programa de trabajo hasta el 2018, y ya presentaron propuestas para proyectos con fechas en el futuro, incluyendo el 2020. Efectivamente, estos programas desempeñan un papel importante en el presupuesto del NNC.  El cierre de cualquier reactor sería indeseable porque el Centro no podría evitar pérdidas financieras durante la conversión y, aunque la conversión tuviera éxito, tomaría tiempo volver a establecer las actividades del reactor.

Por lo tanto, si la conversión procede, las interrupciones a los proyectos de investigación deben ser minimizadas. ¿Cómo podríamos hacerlo? Una opción, si es posible técnicamente, sería reemplazar el combustible de HEU por LEU pero poco a poco, durante las recargas planeadas.   EL NNC podría implementar este método en su reactor IVG, donde se han llevado a cabo estudios preliminares que han demostrado que la conversión no requeriría cambios en algunos de los sistemas de reactores -- por ejemplo, a los sistemas de control y de protección. Sin embargo, este método va requerir que las autoridades kazajas y sus socios internacionales, tales como el Laboratorio Nacional de Argonne y la Administración Nacional de Seguridad Nuclear de EE.UU., lleguen a un acuerdo sobre el calendario de la conversión. Además, estos socios necesitarán tomar decisiones sobre el otorgamiento de compensación por pérdidas financieras en lo referente a la conversión.

No tiene mucho sentido. Mis colegas Pablo Cristini y Charles Piani han sostenido un debate sobre si el límite ampliamente reconocido entre el uranio poco enriquecido y altamente enriquecido debe permanecer en el nivel actual, a un 20 por ciento de uranio 235, o si debería aumentar. En mi opinión, el límite existente se basa en criterios razonables. Cualquier intento de cambiar el límite tendría que ser aceptado por la comunidad nuclear internacional y por varios organismos regulatorios, pero las posibilidades de que esto ocurra son muy bajas, por lo tanto no tiene mucho sentido pedir un aumento. Desde mi punto de vista, sólo hay una opción para convertir los reactores a LEU, hacerlo con el límite de un 20 por ciento en mente.