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.