Residus radioactius

—Controvèrsies sobre el llegat civil i militar dels residus des dels albors de l’era atòmica fins a un incert futur nuclear.—

Des de principis del segle XXI, els representants de la indústria nuclear, els responsables de política energètica i altres experts han destacat els beneficis de l’energia nuclear com a font d’energia neta i sostenible necessària per fer front al canvi climàtic. Sens dubte, l’energia nuclear és ecològica des del punt de vista de no produir gasos d’efecte hivernacle com el CO₂ i el metà. Tanmateix, no és una panacea. Primer, el cost capital de l’energia nuclear s’ha disparat i el temps de construcció de noves centrals s’ha duplicat. En segon lloc, accidents com el de Txernòbil (1986) i Fukushima (2011) van estendre la radiació per tot arreu i han costat milers de milions de dòlars, euros i iens en neteja i altres despeses.

Igual d’important és el problema dels residus radioactius i la seva gestió. Quasi tots els residus radioactius romanen en un compàs d’espera, sense un emmagatzematge segur permanent; un exemple és el combustible gastat dipositat en piscines de refrigeració o emmagatzemat en cofres secs a prop de les centrals nuclears. Gran part dels residus radioactius mundials s’han eliminat a l’atzar, utilitzant mesures ad hoc que semblaven adequades en un moment donat, o que es van considerar necessàries sota secret militar. Per suposat, des del final de la Guerra Freda hi ha hagut un debat més gran sobre la naturalesa i l’abast dels residus. Però el cost de disposar de solucions per al seu emmagatzematge adequat, especialment dels residus militars, s’ha disparat en tot el món. Només la quantitat global de combustible nuclear gastat (SNF, per les seves sigles en anglès) ha assolit ja les 400 000 tones i està creixent cada any. Quin és l’estat dels residus nuclears i com ha evolucionat?

Contenidors amb combustible nuclear gastat a l’espera del seu emmagatzematge definitiu. Sandia National Laboratories, US. Wikimedia.

La història dels residus radioactius, i la història de l’energia nuclear en general, ha estat modelada per una dubtosa distinció entre aplicacions militars i civils que està profundament arrelada en institucions i polítiques nacionals i internacionals. Ara bé, es tracta d’una distinció molt artificial, ja que les tecnologies nuclears civils i militars, els seus residus i la seva contaminació han estat fortament entrellaçades des dels albors de l’era atòmica. El desafiament de bregar amb els perills, ja coneguts des de fa molt de temps, dels residus nuclears va augmentar enormement amb el desenvolupament d’armes nuclears als anys quaranta del segle XX i també per la ràpida expansió d’infraestructures nuclears d’extracció i molta d’urani, així com per la proliferació d’instal·lacions de producció de plutoni, laboratoris de recerca i fabricació d’armes atòmiques situats als EUA, el Regne Unit i la URSS i, més tard, a França i la Xina. La necessitat de gestionar acuradament les residus era més òbvia a les fàbriques de plutoni, atès que eren responsables de produir grans quantitats de residus radioactius tòxics, molts d’ells residus d’alta activitat. Tanmateix, les estratègies desenvolupades per tractar aquests residus es van basar en dues idees bastant simples: diluir i dispersar o concentrar i contenir. Aquests plantejaments van conduir a abocaments de residus radioactius sense a penes tractament previ en rius, llacs i mars, així com a l’emmagatzematge de residus altament radioactius en tancs, alguns dels quals es van filtrar posteriorment al medi ambient. Els residus de baixa radiació eren sovint simplement enterrats sota la superfície terrestre.

Aquestes pràctiques van conduir a una contaminació significativa, així com a accidents i problemes de salut pública en llocs com Hanford (a l’estat de Whashington, EUA) o als voltants de la fàbrica de Mayak (Rússia), on es produïa plutoni. A la URSS, des de finals de la dècada del 1940, Mayak va abocar per primera vegada residus d’alta activitat en un llac proper i al riu Techa i després va construir tancs que se van sobrecarregar ràpidament. El 1957 es va produir una explosió química en un d’ells que va contaminar vastos territoris i que des de llavors s’anomena el desastre de Kyshtym.

Riu Techa, Rússia, prop de la fàbrica de producció de plutoni de Mayak, 2007. Ecodefense, Heinrich Boell Stiftung Rusia, Alla Slapovskaya, Alisa Nikulina. Wikimedia.

La comunitat científica va ser conscient des del principi del perill potencial de totes aquestes pràctiques. Tanmateix, a les dècades del 1940 i el 1950, les elits nuclears no tenien una sensació d’urgència per resoldre el problema de l’emmagatzematge a llarg termini dels residus i van continuar procedint en funció de solucions temporals i procediments empírics mitjançant prova i error. Per aquells anys, alguns enginyers també van considerar una sèrie de possibilitats inversemblants d’eliminació de residus, com ara el seu llançament a l’espai sideral, el seu ús en armes radiològiques de baixa intensitat, el seu abocament en volcans o la utilització de les explosions nuclears “pacífiques” amb la finalitat de crear cavernes subterrànies com a abocadors radioactius.

Des de finals de la dècada del 1940 i especialment a la dècada del 1950, els governs dels països amb energia nuclear van recórrer de forma creixent a l’eliminació de residus als oceans, sota la presumpció que es dispersarien i diluirien sense causar problemes més grans. La URSS va abocar en secret més residus als oceans Àrtic i Pacífic que qualsevol altre estat, si bé en públic va mantenir un discurs molt crític contra altres països que realitzaven aquestes mateixes pràctiques. Entre aquests països hi havia el Regne Unit, Suïssa, Bèlgica, França i els Països Baixos, que van llençar als oceans els residus produïts durant la primera dècada dels seus programes nuclears. El 1972, la Convenció de Londres sobre la Prevenció de la Contaminació Marina va impedir l’abocament de residus d’alta activitat a l’oceà, però l’abocament de tots els residus radioactius no es va prohibir fins el 1993.

L’estudi del dipòsit en terra com a possible opció més econòmica i segura es va desenvolupar en paral·lel a l’abocament als mars i, finalment, va adquirir carta de naturalesa amb el concepte de “dipòsit geològic de gran profunditat” o DGR (Deep Geological Repository). La Comissió d’Energia Atòmica dels EUA no va començar una investigació aplicada en aquest camp fins la dècada dels seixanta, a través del Projecte Salt Vault a Lyons (Kansas). Altres països productors d’energia nuclear van seguir els EUA i van explorar antigues mines com a llocs de dipòsit, però es van limitar a emmagatzemar-hi residus d’activitat baixa i intermèdia. Els governs alemanys van examinar la idoneïtat de la mina de sal tancada d’Asse, mentre que a Espanya es va emprar des del 1961 una antiga mina d’urani situada a El Cabril (Còrdova).

L’atenció pública respecte els residus nuclears, tant per a programes militars com pacífics, va augmentar a les dècades del 1970 i el 1980 a causa de la ràpida comercialització de l’energia nuclear. Els residus podien ocultar-se en instal·lacions militars degut al secret de la Guerra Freda. Tanmateix, els productes nuclears civils requerien una discussió més oberta sobre la seva seguretat. El nombre de centrals nuclears va créixer ràpidament de 90 plantes en quinze països el 1970, a 253 el 1980 i 374 el 1985 (i 439 el 2023). Quan la gestió dels residus nuclears es va transformar en un problema públic, l’anterior visió tecnocràtica del problema de la seva gestió va xocar amb la necessitat de discussions i solucions públiques. Les autoritats nuclears d’Alemanya, els EUA, França, Suècia i altres països van iniciar estudis pilot i perforacions de prova en diferents indrets sense consultar amb les comunitats locals, assumint que estaven realitzant investigacions purament “tècniques”. Però aquests esforços es van trobar amb protestes locals inesperadament fortes, i en ocasions violentes, que els van transformar en problemes polítics. Països com Finlàndia i després Suècia, que havien après de la seva experiència prèvia, van fomentar llavors la participació pública en les preses de decisió sobre on ubicar els dipòsits geològics profunds, facilitant d’aquesta manera el desenvolupament dels seus projectes.

Manifestació contra la instal·lació d’un emmagatzematge provisional de residus nuclears altament radioactius i el projecte d’un dipòsit a Gorleben, prop d’Splietau, Alemanya, 2011. Christian Fischer. Wikimedia.

El desastre de Txernòbil el 1986, el col·lapse de la URSS, el final de la Guerra Freda i els esforços accelerats de desarmament nuclear van portar a la internacionalització de l’esforç per inventariar i netejar residus radioactius, inclosos els programes de cooperació de les dècades del 1990 i el 2000. En primer lloc, la catàstrofe de Txernòbil va conduir a esforços internacionals per compartir informació sobre accidents i sobre els anomenats “nivells segurs d’exposició” a la radiació. L’obertura posterior a la Guerra Freda va revelar l’escala dels problemes relacionats amb els residus nuclears acumulats des del començament de l’era nuclear, la solució dels quals va portar dècades i inversions cada cop més grans, alhora que requerien seguretat i monitorització a llarg termini. Ja el 1989, el Departament d’Energia dels EUA havia establert una Oficina de Gestió Ambiental per ocupar-se de la neteja de desenes d’indrets i, en particular, dels espais relacionats amb la producció de combustible per a armes nuclears. El 1995, el govern dels EUA va estimar que els costos de contaminació ambiental en llocs relacionats amb armes nuclears ascendiria a 230 000 000 000 dòlars durant 75 anys. Aquest cost va augmentar a gairebé 500 000 000 000 dòlars el 2018 i probablement a molt més els anys següents.

Tancs d’emmagatzematge de residus radioactius a Hanford, Washington, 2014. US Department of Energy. Wikimedia.

A la dècada del 1990, Rússia finalment va revelar també informació sobre l’abast dels problemes dels seus residus nuclears. El procés va continuar fins la primera dècada del segle XXI, inclús quan les autoritats estatals, especialment durant la presidència de Putin, van intentar controlar la informació i van arribar a acusar de traïció als denunciants. Les revelacions van exposar les dues grans àrees més afectades: els vastos territoris de la regió dels Urals contaminats per Mayak i els abocadors de residus nuclears a l’Àrtic. Les revelacions fetes públiques sobre la contaminació de l’Àrtic per residus radioactius prop de Novaia Zemlia i altres indrets van provocar la indignació internacional i van obligar Rússia a suspendre els plans per eliminar més residus, ja que pràcticament totes les nacions nuclears van acordar prohibir els abocaments a l’oceà el 1993. A Rússia, com en molts altres països, aquests residus recent descoberts es van anomenar “llegat” nuclear, un terme que de forma un poc eufemística descrivia pràctiques passades quan els residus radioactius s’emmagatzemaven, acumulaven, abocaven o escampaven sense cap control, mentre l’atenció pública es dirigia a qüestions de defensa i seguretat nacional.

Fins avui, per tant, les nacions productores d’energia nuclear han realitzat avenços a contracor en el tractament dels residus, tot i que generalment tardans i cada vegada més costosos. Per exemple, a data de 2023 cap país ha obert un dipòsit geològic profund per a residus d’alta activitat. L’obertura del dipòsit de Finlàndia està programada per al 2024. S’espera que Suècia i França comencin a construir l’emmagatzematge final a mitjan de la dècada del 2020. En altres països com el Regne Unit o Espanya, les consultes públiques no van aconseguir resoldre els conflictes al voltant de la ubicació, ni tan sols es va arribar a un consens sobre la conveniència dels dipòsits geològics profunds, mentre que als EUA el dipòsit geològic profund de Yucca Mountain, Nevada, malgrat estar establert per la llei federal, va ser cancel·lat per protestes estatals i incerteses tècniques.

L’únic dipòsit geològic en funcionament als EUA és la planta pilot d’aïllament de residus, situada prop de Carlsbad (Nou Mèxic). Es va construir per a l’eliminació de residus militars transurànics consistents en roba, eines, draps, runes, terra i altres articles, contaminats amb petites quantitats de plutoni i altres elements transurànics artificials. El 1999, aquesta planta pilot va obtenir la llicència per operar, però el seu funcionament ha estat irregular. Aquell mateix any, els primers tres enviaments de residus van travessar inadvertidament la terra sagrada dels indis Pueblo. El febrer del 2014, un accident radiològic (un incendi) va alliberar contaminants a la superfície.

Existeixen altres tipus de residus nuclears que rarament s’inclouen per complet als inventaris internacionals i nacionals de residus radioactius. Unes són les deixies i runes de roca generades durant l’extracció i molinada de minerals d’urani, entre altres rebuigs miners. L’inventari mundial de deixies d’urani va assolir la xifra de 2,5 milions de tones el 2020. Un segon tipus de residus poc considerats són els resultants de proves nuclears. Les dades disponibles indiquen que es van realitzar 2.476 proves nuclears a l’atmosfera, l’oceà i el subsol, amb una càrrega explosiva total de 540 849 tones de van alliberar importants quantitats de radiació. Els residus radioactius van caure sobre la terra van cobrir grans regions dels EUA, Austràlia, Algèria, les illes Marshall, l’oceà Àrtic, Kazakhstan i Tahití, i malgrat que la vida mitjana d’algunes de les pluges radioactives indica que ja no és perillosa, persisteixen el plutoni i altres radioisòtops de llarga vida. La neteja ha estat incompleta en el millor dels casos. Un tercer tipus de residus públicament invisibilitzats prové dels accidents nuclears que rarament s’assenyalen com una gran font d’aquest problema.  S’ha esmentat l’accident de Kyshtym a la URSS (1957). Un altre gran desastre soviètic va ocórrer el 1967, quan el llac Karachi, que servia com una instal·lació de residus nuclears d’alta activitat, es va assecar parcialment i la pols radioactiva va contaminar milers de kilòmetres quadrats. Les neteges dels desastres de Three Mile Island, Pennsilvània, Txernòbil i Fukushima han costat desenes de milers de milions de dòlars i encara són lluny de solucionar-se tots els problemes ocasionats. I què passa amb els residus de dotzenes d’altres accidents documentats altament contaminants, encara que més petits i menys presents als debats públics?

Dipòsit temporal per a la descontaminació de residus radioactius a Iitate, Fukushima, Japó. Olivier Evrard, J. Patrick Laceby, and Atsushi Nakao. Wikimedia.

En poques paraules, l’energia nuclear, encara que es presenti com una energia verda, encara té molts problemes per solucionar, particularment els relacionats amb les ingents quantitats de residus radioactius produïts en el cicle de producció i ús de combustible, des de l’extracció minera fins l’operació de la planta, tant en instal·lacions civils com en militars. Ja sigui considerant el combustible nuclear gastat o bé el llegat nuclear en forma de residus, l’esforç requerit per afrontar tots aquests problemes no permet ser massa optimista respecte a assolir solucions duradores en un futur proper.

Tatiana Kasperski
Universitat Pompeu Fabra

Com citar aquest article:
Kasperski, Tatiana. Residus radioactius. Sabers en acció, 07-06-2023. https://sabersenaccio.iec.cat/residus-radioactius/.

Per a saber-ne més

Pots ampliar la informació amb la bibliografia i recursos disponibles.