El pie de elefante, el objeto más peligroso del mundo

A las 23.04 de aquel día el reactor 4 de la central nuclear de Chernóbil quedaba fuera de control. Y todos los intentos por contener la liberación de energía en el núcleo fueron infructuosos. El núcleo estaba tan caliente, que tenía una potencia 100 veces superior a la de los límites máximos de seguridad. Fue a la 1,20 horas de la madrugada cuando una potente explosión de vapor hizo saltar el escudo que protegía el reactor que pasaba unas 2.000 toneladas. El material radiactivo se dispersaba. Y la explosión llegó a elevar los subproductos de las reacciones a una altura de 1.200 metros.

José Manuel Udías, catedrático de Física Nuclear y codirector del Grupo de Física Nuclear de la UCM, explica a ABC que durante el accidente de Chernóbil se produjo la fusión catastrófica del núcleo. La cantidad de calor generada en el interior del núcleo del reactor por los núcleos radiactivos en su interior fue tan grande que las barras de combustible, el material que las recubría, los conductos y paredes cercanas se fundieron.

«El resultado fue una masa muy similar en aspecto a la lava volcánica, con la diferencia de que genera continuamente su propio calor, por las desintegraciones radiactivas que siguen produciéndose en su interior, al tener un porcentaje muy alto de combustible nuclear. Solo cuando se va agotando este combustible comienza a enfriarse. Y una forma similar al pie de un elefante es la que adoptó esta especie de lava incandescente generada en el reactor nuclear. Se fue abriendo paso a través de más de dos metros de hormigón reforzado y siguió descendiendo por grietas y las tuberías que fue encontrando, hasta llegar a un espacio amplio-el sótano- donde se detuvo», detalla Udías.

Dado el grado de peligrosidad que supone hay pocas fotografías del pie de elefante de Chernóbil, sin embargo el Departamento de Energía de Estados Unidos, 10 años después del accidente consiguió sacar algunas fotografías de este particular objeto.

El experto concreta que este material que procede de la fusión del reactor, según va incorporando material no radiactivo del entorno al que va fundiendo, disminuye el ritmo de producción de calor- al diluirse el combustible nuclear que lo forma- y por tanto, desciende su temperatura hasta el punto de que ya no puede seguir perforando el suelo. En ese momento se para.

A la pregunta de qué compone al pie de elefante, Udías responde que el núcleo (en inglés 'core') de un reactor nuclear es la parte en la que se encuentran las barras de combustible y en la que se produce un intenso calor debido a las reacciones nucleares. Ese calor se traspasa a un refrigerante (a menudo es agua), que envuelve a dichas barras. Este medio refrigerante, se lleva el calor fuera del núcleo de reactor, para producir vapor a alta presión que acaba moviendo las turbinas de generación eléctrica.

Cuando por algún problema con la refrigeración, bien dentro del núcleo del reactor o una vez extraídas del mismo, las barras de combustible se funden al no poder disipar el calor que se produce en las mismas, este combustible muy caliente se funde y a su vez derrite los materiales a su alrededor, dando lugar a una mezcla de materiales fundidos en los que se encuentran los principales componentes radiactivos de las barras de combustible, como el uranio. «A este material se le llama 'corium', por su relación con el material del núcleo del reactor. Tiene otros nombres más técnicos como FCL (fuel-containing material), es decir, material que contiene combustible nuclear. Mientras el corium está incandescente, por el propio calor que genera, mantiene el aspecto de lava volcánica.

 En su composición aparecen los materiales de las barras de combustible, isótopos del uranio, aproximadamente un 10% del total; productos de la desintegración de los mismos como iodo o cesio, restos de la vaina protectora que las contiene de óxido de zirconio y otros. Y cualquier otro material que haya encontrado a su paso y se haya derretido también, como acero, tierra u hormigón», afirma el experto.

Este objeto mantiene en alerta a los expertos desde que se descubrió, que fue unos 8 meses después de su formación en 1986. Udías indica que se le consideró uno de los puntos 'más radiactivos' del planeta, debido al elevadísimo número de reacciones nucleares que se producían en él y que, además de la enorme cantidad de calor generado, emitían radiactividad.

Tras el tiempo transcurrido, ha bajado mucho su actividad. «Hay que tener en cuenta que cuanto más alto es el ritmo al que se producen las desintegraciones- en este caso es muy elevado por las propiedades del material como su alta densidad de uranio y otros elementos- más deprisa se desintegran los elementos radiactivos y por tanto más deprisa disminuye su radiactividad. Por ilustrarlo con un ejemplo, es como un gran fuego, que consume todo su combustible en poco tiempo, comparado con una pequeña llama que tarda mucho más en agotar su combustible», indica Udías.

Cabe destacar que buena parte del material del pie de elefante son elementos radiactivos que, al desintegrarse, se convierten en otros elementos diferentes, con otras propiedades químicas. Así, una barra de uranio acabará convirtiéndose en plomo, y en la cadena de desintegración pasará por otros elementos, algunos sólidos, otros gaseosos. En este proceso en el que desaparece el uranio de la mezcla, el material pierde la consistencia, y en vez de una masa uniforme de material fundido, se resquebraja.

Al mismo tiempo genera menos calor, con lo cual ya no puede derretir el suelo que tiene debajo, y deja por tanto de moverse. «Cuando se descubrió el pie de elefante llegó a pensarse que podría seguir fundiendo y perforando el terreno, hasta encontrar agua, pero desde 2016 está lo suficientemente frío como para no poder hacer más camino. Todavía genera calor, porque aún no se ha 'quemado' todo el combustible nuclear que contenía, pero como la densidad de este material en el pie de elefante es ahora mucho menor, la frecuencia de las desintegraciones (y el calor que estas generan) es más reducido», describe el catedrático de la Complutense.

Actualmente repasando otros incidentes nucleares es reseñable indicar que se ha producido 'corium' en al menos tres accidentes nucleares en plantas civiles que se conocen: «En el reactor de la Isla de las Tres millas, en Estados Unidos, que sufrió una fusión parcial del reactor, aunque esto no se sospechó durante el accidente sino que se descubrió mucho más tarde, y también en Fukushima.