nuclear - opti · 2013-03-14 · nuclearenergía 7 el estudio sobre “energía nuclear” ha sido...

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Índice

1. - INTRODUCCIÓN ..........................................................................5

2. - LA ENERGÍA NUCLEAR..............................................................11Situación Actual ........................................................................15 La Demanda de Energía ..........................................................18

3. - METODOLOGÍA DEL ESTUDIO ..............................................21Resultados Generales ..............................................................24Análisis de Variables.Tratamiento de Resultados ..............26Temas en Función del Grado de Importancia

4. - TENDENCIAS TECNOLÓGICASY TECNOLOGÍAS CRÍTICAS ....................................................33

Temas Generales ......................................................................42Diseño Construcción y Operación De Reactores ..........51Seguridad y Protección............................................................59Gestión de Residuos y Desmantelamiento ........................66Otras Aplicaciones....................................................................73Fusion ..........................................................................................79

5. - CONCLUSIONES ..........................................................................89

6. - BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................97

7. - APÉNDICE I:COMPOSICIÓN DEL PANEL DE EXPERTOS ..........................103

8. - APÉNDICE II:CUESTIONARIO ................................................................................107

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Fundación OPTIJuan Bravo, 10 - 4º P28006 MadridTel.: 91 781 00 76Fax: 91 575 18 96http://www.opti.org

El presente informe de ProspectivaTecnológica ha sido realizado por laFundación OPTI y ejecutado porCIEMAT.

Este documento ha sido elaboradopor:

Juan A. Cabrera, CIEMAT

Con la colaboración de:

César Ramírez Fernández, CIEMATAna Morato, Fundación OPTI

La Fundación OPTI y CIEMAT agra-decen sinceramente la colaboraciónofrecida a la comunidad científica yempresarial para la realización de esteinforme, y muy especialmente al Panelde Expertos.

© Fundación OPTI y CIEMATFecha: marzo 2005Depósito legal:

1 Introducción

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El estudio sobre “Energía Nuclear” ha sido realizado como parte de los trabajos que la FundaciónObservatorio de Prospectiva Tecnológica Industrial, OPTI, lleva a cabo desde su constitución en 1998.El objetivo, es analizar cómo será el desarrollo tecnológico de la energía nuclear en el horizonte de lospróximos 15 a 20 años, identificando cuales serán las tecnologías y áreas científicas que deben de con-siderarse en el ámbito nacional con carácter prioritario.

CIEMAT, como responsable del área de energía dentro de la Fundación OPTI, ha realizado desde 1998tres estudios de prospectiva: “Energías Renovables”, “Tecnologías Avanzadas de Conversión deCombustibles Fósiles”, y “Transporte, Distribución, Almacenamiento y Uso final de la Energía”. Paracompletar este análisis de los posibles escenarios de futuro para el sector energético se inició a finalesde 2003 el estudio del sector nuclear cuyos resultados se presentan en este trabajo.

La generación eléctrica se enfrenta al reto de conseguir cubrir la demanda prevista de energía en los pró-ximos años a la vez que encontrar soluciones para los problemas del impacto ambiental producido porlas emisiones de gases relacionados con el efecto invernadero. Esto hace necesario contemplar unescenario futuro donde las diferentes opciones tecnológicas existentes para generar electricidad seanevaluadas en función de sus posibilidades para garantizar el suministro esperado, su contribución a ladiversificación de las fuentes de suministro y la disminución de la dependencia del exterior, su compe-titividad económica y sus efectos medioambientales, contribuyendo al desarrollo de una estrategiaenergética global.

Este estudio presenta una visión sobre algunas de estas cuestiones, junto con la evaluación de la posi-ción en que se encuentra nuestro país para abordar nuevos desarrollos y las dificultades que aparecenpara conseguir materializarlos. La información recogida permite construir una visión colectiva, un esce-nario, donde se describen cuales pueden ser los posibles futuros para la energía nuclear en función delas acciones que se emprendan hoy aprovechando las oportunidades existentes.

Introducción

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En este documento, después de una breve presentación del Sector Nuclear, su situación actual y algu-nos puntos que lo caracterizan, se describe la metodología seguida en el estudio para seleccionar aque-llas tecnologías que se consideran más importantes para el desarrollo de la Energía Nuclear en elhorizonte del 2030. Los temas y tecnologías más relevantes han sido identificados en función de suimportancia, el atractivo potencial de su desarrollo y de la posición de partida en que nos encontra-mos para abordar su materialización, presentándose dentro de su horizonte temporal y señalando losobstáculos detectados.

Con este ejercicio de prospectiva se pretende recoger información sobre el futuro del sector nuclearpara que pueda ser utilizada como una herramienta para la toma de decisiones sobre actuacionesestratégicas en las políticas de I+D+I. A su vez, al recoger información sobre el punto de vista de cien-tíficos y tecnólogos involucrados en actividades relacionadas con la energía nuclear, puede servir comouna fuente de información para iniciar un debate sobre las fuentes energéticas que será necesario uti-lizar en los próximos años.

2 La energíanuclear

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La fisión nuclear se ha utilizado como fuente de energía para generar electricidad desde hace cerca de50 años, un periodo relativamente corto en comparación con algunas otras tecnologías energéticas.Durante los años 70, debido a la crisis del petróleo, las políticas energéticas de muchos países se cen-traron en la energía nuclear, su utilización creció rápidamente y fue considerada como una tecnologíacapaz de garantizar la demanda a precios competitivos.

Sin embargo, esta situación comenzó a cambiar a mediados de los años 80 cuando los precios delpetróleo bajaron y nuevos yacimientos de gas se pusieron en explotación, ofreciéndose a las compa-ñías eléctricas nuevas opciones para la generación. Además los accidentes de Three Miles Island, ocu-rrido en 1979 en los Estados Unidos y el de Chernobyl en el año 1986 en Ucrania, causaron unempeoramiento de la opinión pública respecto de esta fuente de energía y una disminución de la con-fianza en la seguridad de esta industria y en sus beneficios económicos, lo que modificó las perspecti-vas de desarrollo en gran parte del mundo occidental.

El aumento de los costes y los retrasos en los plazos previstos para la puesta en marcha de las nuevascentrales, consecuencia de los nuevos requisitos de seguridad exigidos a los operadores tras el análi-sis de estos accidentes, detuvieron la construcción de nuevas plantas en Estados Unidos y, como con-secuencia, en otros países, principalmente de Europa. La repercusión de estos accidentes hizo surgiruna opinión pública contraria a la energía nuclear que influyó sobre las políticas energéticas nacionales,deteniendo su desarrollo y creando una división radical entre partidarios y detractores de la opciónnuclear. Sin embargo, esto no ha sido así para el caso de países donde la demanda de energía ha cre-cido considerablemente, como en Asia, (Japón, Corea del Sur y China, principalmente), y en Rusia,donde han continuado los programas para la construcción de nuevas centrales nucleares.

La energíanuclear

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Situaacióón Actuaal

A 31 de agosto de 2004 había en todo el mundo 439 centrales nucleares en 31 países, con una poten-cia neta total instalada de 364.569 GWe que generaron 2.574 TWh en el año 2003, alrededor del16% de la electricidad mundial. Este porcentaje varía según los países, destacando entre ellos, el 80,1% de Lituania, Francia con el 78%, Bélgica con el 55%, Suecia con el 50%, Alemania y Finlandia con el28%, Japón y España con, aproximadamente, el 25%, EE.UU. con el 20% y Rusia con el 16%, segúndatos del sistema de información PRIS, de la IAEA.

Desde primeros del año 2003 hasta el 31 de agosto de 2004 se conectaron a la red cinco unidades,2 en China, una en la Republica de Corea del Sur, una en Japón y otra en Ucrania, con una potencianeta total de 4.510 MWe además se reconectaron tres unidades en Canadá que llevaban sin funcio-nar largo tiempo, con 2.095 MWe. En este mismo periodo se cerraron definitivamente diez unidades,ocho en el Reino Unido, una en Japón y otra en Alemania, con una potencia neta total de 1.168 MWe.Actualmente se construyen 28 reactores nucleares, con una capacidad neta de 22.517 MWe, quecomenzaran su operación entre el 2004 y el 2015. En distintas fases de solicitud o panificación seencuentran 35 reactores, y otros 71 estan propuestos para su construcción, según datos de la WorldNuclear Association.

En los Estados Unidos, a raíz de la crisis de electricidad ocurrida en California en la primavera del 2000,los problemas relacionados con el abastecimiento fueron uno de los temas más importantes aborda-dos en el nuevo Plan Energético Nacional, iniciado en mayo de 2001. El crecimiento esperado de lademanda de electricidad y el aumento de la dependencia exterior que implica han modificado el pano-rama nuclear. El Plan propone añadir 12.000 MWe de origen nuclear al parque existente en el 2010,y facilitar los procedimientos administrativos para la selección de emplazamientos y construcción denuevos diseños de reactores avanzados, recomendando, también, realizar una evaluación del impactode la energía nuclear sobre la calidad del aire. Como consecuencia se lanzó, conjuntamente por laIndustria y el Gobierno en febrero de 2002, el programa “Nuclear Power 2010”, con el objetivo deidentificar emplazamientos para nuevas plantas nucleares, desarrollar y poner en el mercado tecnolo-gías nucleares avanzadas y la demostración de nuevos procesos regulatorios que permitan al sectorprivado en el 2005 tomar decisiones sobre la construcción de nuevas plantas en Estados Unidos enese horizonte del 2010.

En la Unión Europea la construcción de nuevas centrales es una decisión exclusiva de cada país, peroexiste una reglamentación específica en el ámbito comunitario. El desarrollo del sector nuclear ha decumplir los tratados de EURATOM, así como el Tratado de No Proliferación y las normas delOrganismo Internacional de Energía Atómica. El “Libro Verde” de la Comisión Europea donde se fijauna estrategia común para la seguridad del abastecimiento energético, la energía nuclear se calificacomo una “energía en entredicho”. Las conclusiones del “Libro Verde” indican que el futuro de la ener-gía nuclear requiere resolver previamente, y de manera satisfactoria, el problema de los residuos nuclea-res para así poder desarrollar el consenso necesario que permita asegurar un periodo de estabilidadsuficiente que permita resolver las exigencias económicas y tecnológicas que existen hoy.

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Actualmente en los países de nuestro entorno se ha iniciado un debate sobre la energía en el que secontempla la evaluación de la capacidad de las fuentes disponibles para cubrir la demanda esperada, lanecesidad de diversificar las fuentes de suministro para disminuir la dependencia exterior y el análisisde los efectos sobre el medio ambiente de las distintas opciones tecnológicas.

En este nuevo contexto la energía nuclear se considera capaz de contribuir a cubrir gran parte de lademanda futura en condiciones económicamente competitivas con otras fuentes. Por tanto, es nece-sario realizar un análisis detallado para evaluar las posibles ventajas de esta tecnología para producirelectricidad frente a sus inconvenientes respecto a la seguridad de su operación y la gestión de los resi-duos que se generan en el proceso. Un aspecto importante que debe de considerarse en esta discu-sión es el papel de la opción nuclear como una de las tecnologías energéticas capaces de reducir elriesgo de cambio climático, evitando las emisiones de gases causantes del efecto invernadero, preocu-pación creciente en el mundo por sus riesgos para las generaciones futuras,

Sin embargo, la situación de la industria nuclear en los países de nuestro entorno socioeconómico, hasufrido un declive en los últimos años que ha llevado a una pérdida de conocimientos y capacidadespara desarrollos tecnológicos asociados a la disminución de su papel en la generación eléctrica. Porotra parte, el tiempo esperado de operación de los reactores actuales, en función del envejecimientosufrido por los materiales estructurales, obligará a tener que decidir pronto sobre el periodo de fun-cionamiento de las centrales en operación, teniendo en cuenta las inversiones necesarias para poderprolongar este periodo o el tiempo necesario para reemplazarlas por otras tecnologías.

Independientemente de las decisiones que se tomen sobre el desarrollo futuro del sector nuclear, lasinstalaciones actuales deben continuar operando con los máximos niveles de seguridad y los residuosexistentes tienen que ser gestionados de la manera más eficaz para la protección del medio ambien-te. Al final de su operación las centrales deben ser desmanteladas siguiendo los criterios, normas y pro-cedimientos requeridos por la legislación vigente en las máximas condiciones de seguridad.

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El Reino Unido dispone de 27 reactores nucleares que produjeron en el 2003 un total de 85.306GWhe, el 22% de su electricidad. Una gran parte de las centrales actuales deberán ser cerradas a lolargo de los próximos 20 años, salvo que se extienda su vida operativa, por lo que si no se decide laconstrucción de nuevas centrales para sustituir el parque actual, en el 2025 la contribución nuclear ala generación eléctrica sería del 5%.

España dispone de nueve plantas nucleares que produjeron cerca de 62 TWhe durante el año 2003,lo que supuso el 23,6% de la generación eléctrica, comparado con el 25,8% del año anterior por unnúmero mayor de paradas de recarga.

El factor de carga de las centrales nucleares españolas, relación entre la energía eléctrica producida enun cierto periodo de tiempo y la que se hubiese producido en ese mismo tiempo si hubiese funcio-nado a la potencia nominal, ha sido del 89,66% en el 2003 que constituye uno de los más elevados anivel mundial. El factor de operación, relación entre el tiempo que la central esta acoplada a la red yel tiempo considerado, fue del 93,8%, que indica la elevada disponibilidad del sistema y su buen fun-cionamiento. España tiene en marcha un programa, que abarca el periodo 1990–2010, para elevar laproducción eléctrica de origen nuclear mediante el aumento de las potencias térmicas originales y laoptimización de los equipos en 735 MWe. Hasta la fecha actual las centrales españolas han incremen-tado su potencia eléctrica en 599,44 MWe, que supone cerca del 8 % sobre la potencia existente ini-cialmente en dicho periodo.

De los diez nuevos países miembros que forman parte de la UE desde el 1 de mayo, cinco cuentancon programas nucleares, sumando 19 nuevas centrales a las existentes. El país con mayor porcentajede generación eléctrica de origen nuclear es Lituania con un 80% y el que menos la república Checacon el 20%. Todos estos países tienen una gran dependencia de la energía nuclear y cuentan con unaopinión publica a favor. Sin embargo, sus instalaciones necesitan importantes modificaciones en segu-ridad para adecuarlas a la normativa europea y en algunos casos su cierre definitivo antes del final pre-visto para su vida operativa. Se plantea así la problemática no solo de cómo sustituir este suministrode energía, sino además de paliar el impacto económico que supone actualmente, en su balanza depagos, la venta de electricidad a terceros países.

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En el año 2003 la Unión Europea disponía de 145 plantas nucleares produciendo 849 TWh que supo-nen el 35% de su electricidad. Sin embargo, la situación es muy diferente entre los países miembros.Austria celebró una consulta en 1978 sobre la energía nuclear en la que el 50,4% de la población deci-dió no poner en marcha la central que se estaba construyendo. Paradójicamente como consecuenciade la liberación del mercado eléctrico, hoy importa electricidad de origen nuclear de los países veci-nos, aunque no la produce. En 1980 Suecia decidió el cierre progresivo de sus instalaciones nuclearesdespués de un referéndum nacional, pero el proceso ha sufrido considerables retrasos al no cumplir-se las condiciones impuestas posteriormente por el Parlamento para autorizar el cierre. Italia renuncióa la energía nuclear en 1987 cerrando las 4 plantas que tenía en funcionamiento. Alemania, Bélgica yHolanda han adoptado oficialmente la decisión de cerrar gradualmente sus programas nucleares,encontrando algunas dificultades para cumplir el calendario previsto. Por su parte Grecia, Irlanda,Luxemburgo y Portugal no la utilizan como fuente energética.

Alemania cuenta actualmente con 18 centrales nucleares que produjeron durante el año 2003 un totalde 165,1 TWh de electricidad, el 27,6% de la generación eléctrica alemana. A primeros del 2002Alemania decidió el abandono de la energía nuclear mediante un cierre progresivo de los reactoresdespués de 32 años de funcionamiento, es decir lo más tarde en el 2021, la suspensión de nuevasconstrucciones y del reprocesado de combustibles usados a partir del 2005. Esta decisión obliga a deci-dir sobre nuevas instalaciones de producción de electricidad para su sustitución y a seleccionar entrelas distintas opciones energéticas existentes, en función de su coste y el impacto ambiental.

Francia dispone de 58 reactores nucleares con una potencia instalada de 63 GWe que producen el75% de su electricidad. El último reactor, con 1.450 MWe, fue acoplado a la red en 1999. Esta capa-cidad nuclear supone para Francia una independencia energética del 50% en el 2002, comparado conla necesidad de importar el 76% de los recursos energéticos en el 1973. Su nivel de emisiones es de1.7 toneladas de CO2 por habitante, uno de los más bajos de los países de la OCDE, frente a la mediade 2.31 toneladas de la Unión Europea.

Finlandia dispone de 4 plantas en operación que produjeron 22 TWh en el 2003, el 26% de la pro-ducción eléctrica. Dentro de la estrategia nacional para cumplir los objetivos de los acuerdos de Kyoto,las emisiones de gases de efecto invernadero deben mantener los niveles de 1990 durante el periodo2008-2012, lo que unido a la rentabilidad económica, planteó la construcción de una nueva plantanuclear que fue aprobada por el Gobierno y refrendada por el parlamento a primeros de 2001. Losestudios de seguridad iniciales fueron ampliados para incluir el impacto de aviones de gran tamañosobre la planta a raíz de los ataques terroristas del 11 de septiembre. El informe favorable de seguri-dad y la solicitud de licencia para la planta de Olkiluoto fueron presentados al Gobierno a principiosde 2004. Se trata de una planta basada en el “European Pressurized water Reactor”, EPR, con una poten-cia térmica de 4.300 MW que permitirá una producción de electricidad de 1.600 MWe, y tendrá unperiodo de funcionamiento de 60 años.

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La Demaandaa de Energíía

El “International Energy Outlook 2004”, IEO 2004, publicado en marzo de este año por la “EnergyInformation Administration” de los EE.UU., describe cuales serán las tendencias futuras en la demandamundial de energía en función de una serie de proyecciones sobre la evolución de una serie de datosmacroeconómicos y su repercusión en la demanda. Según este estudio, se espera que entre los años2001 y el 2025 el consumo mundial de energía aumente un 54%, pasando de 404x1015 a 623x1015 Btu.El consumo de energía crecerá más rápido en los países en desarrollo, sobre todo de Asia donde elPIB crece un 5.1% anualmente, frente al valor medio del 3% mundial. El crecimiento estimado de lademanda será del 1.2% anual en los países industrializados gracias a medidas de eficiencia energética ya un menor crecimiento de su población.

Esta demanda supondrá un aumento de todas las fuentes de energía primaria en el periodo 2001-2025siendo el petróleo la fuente más importante, manteniéndose un peso del 39% en el consumo energé-tico mundial. El crecimiento más rápido corresponderá al gas natural que, según las proyecciones,aumentará un 67% durante este periodo, manteniéndose el papel actual del carbón en los mercadoseléctricos, sobre todo en Asia.

Resultados parecidos ofrece “World Energy, Technology and Climate Policy Outlook 2030”, WETO,un estudio de la Comisión Europea que utiliza un modelo computacional de predicción donde se des-criben diferentes escenarios para el sistema energético europeo y mundial. Cada escenario analiza elpapel de las distintas tecnologías de generación, en función de una serie de datos sobre crecimientoeconómico, PIB, demografía y la evolución de los recursos de hidrocarburos disponibles. En el deno-minado escenario de referencia, donde no se toman iniciativas políticas específicas ni tampoco se adop-ta ninguna medida energética o sobre el medio ambiente, el consumo energético mundial en el año2030 será un 70% superior al actual, la mitad del cual sería causado por el aumento de la demanda enlos países en desarrollo. La industria sería responsable del 35% de este consumo, el 25% lo sería porlas necesidades en transporte y el resto se reparte entre los sectores residencial y terciario.

Con respecto a las fuentes, el petróleo con el 34%, el carbón con 28% y el gas con 25% serán loscombustibles más utilizados, estimándose que existen reservas suficientes hasta esa fecha. Este esce-nario contempla que los países de la OPEP suministrarán el 60% del petróleo, junto con aumentos sig-nificativos de los precios del petróleo y el gas, cuya demanda será el doble de la actual, sobre todopara la generación de electricidad. En la Unión Europea será el petróleo la fuente más importante,seguida del gas, el carbón y los lignitos. Las energías renovables y la nuclear representaran conjunta-mente menos del 20% del suministro en los países europeos

En este escenario de referencia, Europa deberá importar el 80% del gas que consuma, en compara-ción con el 53% importado en el 2000, la mayoría procedente de la antigua Unión Soviética y el restode Noruega, Norte de África y Oriente Medio.

IEO 2004 estima que el consumo de electricidad en el 2025 será de 23.072x109 kilovatios hora,comparado con los 13.290x109 kilovatios hora del 2001. El crecimiento más rápido en el consumo deelectricidad se producirá en los países en vías de desarrollo donde la demanda crece a un ritmo del3.5% anualmente.

Con respecto a la generación eléctrica de origen nuclear las proyecciones de IEO 2004 estiman uncrecimiento limitado, pasando de los 2.521x109 kilovatios hora producidos en el año 2001 a 3.032 x109

kWh en el 2020 y cayendo a 2.906 x109 kWh en 2025. Comparada con las proyecciones realizadasen el año 2003 esta previsión es más alta, lo que se basa en los nuevos factores de cargas consegui-dos y en la extensión de la vida operativa, lo que compensará en parte los cierres programados de lascentrales nucleares al final de su vida operativa. Supone así pasar del 16% de la participación nuclearen la generación eléctrica del 2001 al 12% en el 2025.

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3 Metodologíadel estudio

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Los principales objetivos de este trabajo han sido:

· Analizar escenarios de futuro para el desarrollo de la energía nuclear· Evaluar el papel de la energía nuclear como opción energética· Analizar su capacidad para producir electricidad y su contribución a la reducción de emisiones

de dióxido de carbono· Identificar las tecnologías que serán necesarias· Conocer la posición nacional· Detectar obstáculos y proponer actuaciones· Contribuir a la creación de un proceso de comunicación con la sociedad

Como trabajo previo, la Unidad de Prospectiva del CIEMAT había recopilado y analizado los resulta-dos de los estudios más recientes publicados sobre el futuro del sector nuclear en un informe de sín-tesis que fue utilizado como información de base para identificar las tecnologías y desarrollos quedebían de ser consideradas en el estudio.

La metodología seguida ha sido la siguiente:

El Panel de Expertos

Se constituyó un Panel formado por 17 expertos del sector nuclear, 7 de los cuales representaban ala Industria, 3 procedían de la Universidad, 4 de Centros de Investigación y 3 de la Administración. Lacomposición de este Panel se recoge en el Apéndice I.

Metodologíadel estudio

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Una vez recibidas todas las respuestas fueron analizadas y los resultados cuantitativos sintetizados enuna ficha que fue enviada al Panel Consultivo en una nueva ronda, para que los participantes expresa-sen y justificasen su grado de acuerdo o desacuerdo.

Cuestionaarios Enviaados y Respuestaas RecibidaasSe enviaron un total de 210 cuestionarios de los que se recibieron 108 respuestas, lo que implica un por-centaje del 51% sobre el total de los enviados. Para cada tema se ha recibido una media de 80 respues-tas, número que se considera representativo para conocer las opiniones del sector Este resultado se puedeconsiderar muy satisfactorio y denota el interés del sector nuclear por participar en la consulta.

Diferenciaas de ApreciaacióónSe han analizado las respuestas recibidas sobre los temas teniendo en cuenta la experiencia profesio-nal del experto, es decir si procedía de la Industria, la Universidad o los Centros de Investigación. Setrata así de evaluar hasta que punto los resultados serían diferentes si existiese una apreciación distin-ta sobre los temas según al campo en el que desenvuelven su actividad los expertos.

La diferencias en los resultados obtenidos teniendo en cuenta todos los cuestionarios y separando lasrespuestas en función de Industria, Academia–Universidad y Centro de investigación no refleja varia-ciones de opinión significativas

Caaraacteríísticaas del Panel ConsultivoLa proporción de respuestas procedentes de mujeres que desarrollan actividades en el sector ha sidode un 10%, similar al porcentaje de los envíos realizados. Al igual que en los otros sectores energéti-cos donde se han realizado estudios de prospectiva, la presencia femenina es muy baja.

La distribución por edades de los participantes se puede ver en la figura siguiente.

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La primera misión de este panel fue seleccionar cuales podrían ser las tecnologías y desarrollos quedebían formar parte de los temas del cuestionario. El Panel celebró una primera reunión en la que,después de una breve introducción a la prospectiva y su metodología, se discutieron los temas quedebían ser objeto de la consulta y la estructura de la cabecera de variables. La discusión sobre lostemas, su número y los enunciados finales continuó por correo electrónico hasta la elaboración delcuestionario definitivo. El Panel de Expertos participó también en el proceso de formación del PanelConsultivo, identificando a todas aquellos personas del sector con conocimiento suficientes sobre lostemas del estudio y a los que se envió el cuestionario para que pudiesen aportar sus opiniones.

Finalmente el Panel de Expertos celebró una segunda reunión para analizar y sintetizar los resultadoscuantitativos obtenidos en la encuesta, incorporando sus opiniones y comentarios. Con toda esta infor-mación, se redactaron varias versiones del informe final que circularon a través del correo electrónicoentre los expertos del Panel hasta llegar a la redacción definitiva.

El Cuestionaario

La versión final del cuestionario contenía 40 temas, como hipótesis de futuro sobre la Energía nuclear,estructurados en Temas Generales, Diseño, Construcción y Operación de Reactores, Gestión deResiduos y Desmantelamiento, Seguridad y Protección, Otras Aplicaciones y Fusión Termonuclear. Enel Apéndice II se presenta el modelo de cuestionario, con el análisis en porcentaje de las respuestasrecibidas.

Los Temas representan una serie de hipótesis, referidas a un avance tecnológico o a un desarrollo con-creto, sobre los que se le invita a reflexionar al Panel Consultivo. Cada uno de estos temas debía deser cruzado con la cabecera de Variables que aparecen en el eje horizontal para evaluar distintosaspectos de sus posibles escenarios de desarrollo.

Resultaados Generaales

El cuestionario fue enviado en los primeros días de diciembre de 2003 al Panel Consultivo, fijándosecomo fecha límite el 20 de enero de 2004 para la recepción de las respuestas A cada uno de los cues-tionarios recibidos le fue asignado un número para su análisis posterior y el tratamiento estadístico delas respuestas de manera que se garantizase en todo momento el anonimato de las opiniones expre-sadas por los participantes.

Edaad

Como se observa, la media de edad de los participantes es muy elevada ya que el 55% es mayor de50 años y solo un 8% tiene menos de 40.

40-50 [37%]

50-60 [42%]> 60 [13%]

< 30 [1%]

30-40 [7%]

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El valor medio del grado de conocimiento expresado por los expertos sobre los temas ha sido de un2,7 con una desviación estándar de 0,3. Se puede decir que la mayoría de los expertos, tiene cono-cimiento bueno o especializado sobre los temas propuestos. Menos del 15% de los encuestados afir-ma carecer de suficientes conocimientos sobre alguno de los temas de la consulta.

Analizando las respuestas a cada uno de los temas, separando los cuestionarios en función del nivel deconocimiento que tiene el experto, no se reflejan diferencias significativas. Sin embargo, sí se observauna disminución en la desviación estándar, es decir cuanto mayor es el conocimiento y más seguroparece estar el experto de sus opiniones, se obtiene un mayor grado de acuerdo en las respuestas,apareciendo menor dispersión. Para la selección de los temas más relevantes, las respuestas que indi-caban carecer de conocimiento sobre el tema no han sido tenidas en cuenta.

Graado de ImportaanciaaEsta variable hace referencia a la importancia global de cada tema en función del impacto que tendríasu realización sobre el desarrollo científico y tecnológico, su capacidad para resolver problemas con-cretos o su alcance social o económico. Los valores obtenidos según el grado de influencia del temahan sido los que aparecen en la figura

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Procedenciaa ProfesionaalLa distribución en función de la procedencia profesional de los encuestados aparece en la figura siguiente

Procedenciaa (recibidos))

Centros de Investigación [22%]

Consultoría [2%]

Administración [8%]

Industria [50%]

Otros [3%]

Universidad [15%]

Aunque el número de cuestionarios enviados a la industria era comparable al de universidades y cen-tros de investigación, las respuestas recibidas de los expertos industriales han sido muy superiores.Destaca el bajo porcentaje de participación por parte de la Administración.

AAnáálisis de VVaariaables y TTraataamiento de RResultaados

El resultado del análisis realizado sobre cada una de las variables que debían de evaluarse en la encues-ta ha sido el siguiente.

Nivel de Conocimiento Los encuestados debían valorar previamente a la respuesta cuales eran sus conocimientos sobre eltema, obteniéndose el resultado que aparece en la figura.

Alto Medio Bajo Carece

30

20

10

0

La importancia global de los temas ha sido considerada por los expertos como Alta en más del 80%de las respuestas y solo un 1% ha considerado alguno de los temas como irrelevante, justificando asíla selección de los temas realizada por el Panel de expertos..

Alto Medio Bajo Irrelevante

70

60

50

40

30

20

10

0

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El valor 4 de la escala señala la posición más favorable y el 1 la menos favorable para abordar eldesarrollo del tema.

Los expertos consideran que nos encontramos en una posición considerada favorable para todos lostemas, aunque consideran la capacidad científico – tecnológica es algo más elevada que la capacidadindustrial.

Ventaajaas y AtraactivoRespecto a las Ventajas y el posible Atractivo asociados a la realización de cada tema se trata de eva-luar las oportunidades para abordar su desarrollo, valorándose entre 4, si presenta un gran atractivo,y 1 si se considera qué su desarrollo carece de atractivo.

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Fechaa de MateriaalizaacióónSe refiere al momento en que el Tema propuesto se va a implantar o llevar a cabo de manera gene-ralizada. El horizonte temporal ha sido dividido en tramos de diez años hasta el 2030, con los resulta-dos que se muestran en la figura

Al agrupar los temas en su horizonte temporal observamos que 32 de ellos tienen una fecha de mate-rialización anterior al año 2020. De estos, quince lo harán entre la fecha actual y el horizonte del 2010,mientras que diecisiete se implantarían entre los años 2011 - 2020. En un horizonte posterior a estafecha lo harían los ocho temas restantes.

PosicióónLa posición relativa de España respecto a otros países en relación con cada tema, se ha evaluado enfunción de los conocimientos y capacidades con que se cuenta en Ciencia y Tecnología para su reali-zación y la situación existente para su introducción en la Industria y el Mercado se puede ver en la figu-ra siguiente.

< 2010 2011-2020 2021-2030 > 2030 Nunca

40

30

20

10

0


40

30

20

10

0

Industria y comercioCiencia y tecnología

Los temas son considerados por los expertos como atractivos y muy atractivos tanto bajo el punto devista de la Ciencia-Tecnología como de la Industria. Las áreas donde se presentan mejores oportuni-dades son “Seguridad y Protección”, seguida de “Diseño, Construcción y Operación de Reactores”. Seobserva que para esta área los temas relacionados con el alargamiento de la vida y tiempo de opera-ción de las centrales, junto con la construcción de reactores de agua ligera, son más atractivos que losreactores modulares, los diseños avanzados y el cierre del ciclo de combustible mediante reprocesa-do que también estan considerados como menos importantes

Las hipótesis de carácter general relacionadas con la competitividad de la energía nuclear y su papelcomo opción energética aparecen claramente destacadas como una opción industrial que necesitaríapotenciar su base científica y tecnológica.


40

30

20

10

0

Industria y comercioCiencia y tecnología

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Barreraas y ObstááculosEsta variable hace referencia a las dificultades que pueden frenar en España la implantación o el des-arrollo de los temas propuestos.

Las barreras ligadas a obstáculos “Sociales y Políticos”, con un 40%, son las que más afectarán al des-arrollo de los temas, seguidas de las dificultades Económicas. Las de carácter Medioambiental no alcan-zan un 5% para ninguno de los temas..

Tecnológicas Económicas Sociales y Políticas Medioambientales

50

40

30

20

10

0

4 Tendenciastecnológicas

y tecnologíascríticas

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Para seleccionar cuales son los temas considerados más relevantes por los encuestados se ha tenidoen cuenta primeramente la variable Grado de Importancia, definiendo a partir de ella un índice quepermite evaluar la coincidencia en las opiniones de los expertos y realizar una clasificación numérica.A continuación los temas más destacados en esta clasificación han sido analizados en la misma formarespecto a los valores del atractivo y la posición.

ÍÍndice de GGraado de IImportaanciaa

Este índice se ha calculado con la fórmula

donde “Resp” indica el número de respuestas recibidas para cada valor del Grado de Importancia, quepodía variar entre 4, el tema se consideraba de Importancia más Alta, y 1 si era irrelevante.. En la figu-ra se puede ver los valores de este Índice para todos los temas del cuestionario

Tendenciastecnológicasy tecnologíascríticas

I.G.I. =N

4 * Nº Resp ALTO + 3*Nº Resp MEDIO + 2*Nº Resp BAJO + 1*Nº IRRELEVANTE

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El Índice de Grado de Importancia varía entre un valor máximo de 3.8 para el tema cuatro,“Aceptación pública de las tecnologías y sistemas de almacenamiento de residuos nucleares”, y un míni-mo de 2,8, correspondiente a importancia media - alta, para el tema 14, “Construcción y explotacióncomercial de un proyecto de reactor rápido, en conjunción con un plan de reprocesamiento, una vezprobada su viabilidad técnica y económica”, que, como se indicó anteriormente, es el que obtiene elmayor porcentaje de nunca para su fecha de realización. La media de este índice de importancia es de3,55 sobre un valor máximo de 4. Se refleja así que la selección de los temas realizada por el Panel deexpertos ha sido adecuada, al recoger temas considerados importantes en todas las áreas del estudio.

A continuación se presenta una tabla con los valores de este índice para todos los temas junto con lafecha considerada para su materialización.

4 12 9 21 2 10 36 1 32 38 5 6 37 3 35 13 8 28 24 39 33 30 7 34 31 11 26 40 23 20 29 16 22 25 18 19 17 15 27 14

3,93,83,73,63,53,43,33,23,1

32,92,82,72,62,5

Nº Temaa Ind Im FFechaa

4 Aceptación pública de las tecnologías y sistemas de almacenamientode residuos nucleares. 3,8 2011-2020

12 Construcción y explotación comercial de un reactor avanzado de agualigera evolutivo (ABWR, EPR, etc.), una vez probada su viabilidad 3,8 2011-2020técnica y económica

9 Desarrollo de condiciones (tecnológicas y normativas) que faciliten laoperación a largo plazo de las centrales nucleares actuales (vida 3,8 2010superior a los 40 años normalmente considerados)


21 Utilización práctica de las tecnologías de almacenamiento geológicoprofundo de residuos radiactivos de alta actividad. 3,8 2011-2020

2 La energía nuclear es considerada una opción para disminuir lasemisiones de CO2 y la lucha contra el cambio climático 3,8 2011-2020

10 Desarrollo de tecnologías y herramientas que permitan inspeccionar,evaluar y mitigar los mecanismos de degradación de componentes y elcontrol del envejecimiento de materiales para mejorar las condiciones 3,2 2010de explotación, así como la reparación y sustitución de los componentesprincipales de la central

36 Desarrollo de fuentes de calentamiento de plasma para alcanzarregímenes de reactor de fusión 3,7 2011-2020

1 La energía nuclear supondrá más del 35 % de la producción deelectricidad en España 3,7 2011-2020

32 Estandarización de los procesos reguladores y administrativos parareducir los tiempos de licenciamiento de las plantas y otras instalaciones 3,7 2010nucleares

38 Operación de un reactor comercial de fusión 3,7 > 2030

5 Mantenimiento y fortalecimiento de las capacidades tecnológicas y de losservicios de apoyo necesarios para la potenciación de la energía nuclear 3,7 2010

6 Mantenimiento y fortalecimiento de las capacidades formativas y creaciónde las infraestructuras investigadoras necesarias para la potenciación 3,7 2010de la energía nuclear

37 Desarrollo de materiales de baja activación (que puedan ser recicladostras aproximadamente 100 años o menos) para su uso en reactores 3,6 2021-2030de fusión

3 La aplicación de instrumentos económicos y los derechos de emisiónasociados a la directiva sobre CO2 para limitar las emisiones contribuye 3,6 2011-2020a aumentar la competitividad económica de la energía nuclear

35 Operación de un dispositivo de Fusión con Q > 10 3,6 2021-2030

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13 Construcción y explotación comercial de un reactor avanzado de agualigera pasivo (AP1000, ESBWR, SWR, etc.), una vez probada su 3,6 2011-2020viabilidad técnica y económica

8 Realización de actividades de debate sobre la energía nuclear para hacerconocer al público sus beneficios, problemas y soluciones. 3,6 2010

28 Armonización de la legislación y de la normativa internacional vigentespara el transporte y almacenamiento de residuos 3,6 2010

24 Aceptación generalizada en el ámbito científico y técnico de lasmetodologías de evaluación de la seguridad de los almacenamientos 3,6 2011-2020subterráneos de residuos

39 La fusión por confinamiento magnético proporciona una partesignificativa de la demanda energética 3,6 > 2030

39 La fusión por confinamiento magnético proporciona una partesignificativa de la demanda energética 3,6 > 2030

33 Utilización práctica de reactores nucleares de alta temperatura para laproducción de hidrógeno a partir del agua 3,5 2011-2020

30 Desarrollo de un sistema internacional único de salvaguardias parareducir el riesgo de proliferación asociado a todo el ciclo de combustible 3,5 2010

7 Desarrollo de mecanismos para la participación de la sociedad en latoma de decisiones relacionadas con la utilización y desarrollo de la 3,5 2010energía nuclear

34 Desarrollo de aceleradores para la producción de isótopos con altovalor añadido para su utilización en la medicina y la industria 3,5 2010

31 Fortalecer el papel del OIEA en su función como garante de lassalvaguardias, dotándole de la máxima autoridad para desarrollar las 3,4 2010inspecciones necesarias

11 Desarrollo de una legislación común a nivel de la Unión Europea paralas centrales nucleares avanzadas 3,4 2011-2020


26 Utilización generalizada de aplicaciones robotizadas en eldesmantelamiento de centrales nucleares 3,4 2011–2020

40 Desarrollo de sistemas de confinamiento inercial para el confinamientodel plasma y su aplicación a la producción de energía 3,3 > 2030

23 Utilización práctica de tecnologías para la separación y transmutaciónde radioisótopos de vida larga contenidos en el combustible nuclear 3,2 > 2030gastado

20 Desarrollo de tecnologías para el reciclado de desechos de muybaja actividad 3,2 2010

29 Utilización generalizada de métodos probabilísticos para el análisis deriesgos en la toma de decisiones asociadas al ciclo de combustible. 3,2 2010

16 Participación en el desarrollo de proyectos internacionales a largoplazo correspondientes a las iniciativas Generation IV e INPRO 3,1 2010

22 Desarrollo de técnicas que permitan la recuperación de residuosde los depósitos geológicos después de su almacenamiento 3,1 2011-2020

25 Aumento en un factor 10 del mercado existente para los serviciosde desmantelamiento que permita a las empresas nacionales competir 3,0 2011 -2020a nivel internacional

18 Superar el límite actual de enriquecimiento del 5% de contenido deU235, con objeto de alcanzar mayores quemados en el combustible 3,0 2011 -2020y reducir el coste del mismo

19 Utilización generalizada de tecnologías de reciclado de uranio y plutoniomediante reproceso consiguiendo un coste global del ciclo que permitaoptimizar la capacidad del almacenamiento directo del combustible 3,0 2011-2020gastado en medios geológicos

17 Cierre del ciclo de vida del combustible mediante su reprocesado yutilización posterior en forma de óxidos mixtos de uranio y plutonio 3,0 2011-2020(MOX) en las centrales nucleares

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Como observa, los temas tienen un Índice de Atractivo más elevado que el correspondiente valor dePosición. Se señala así el riesgo de pérdida de conocimientos y capacidades que afronta el sector.Destacan varios temas por la ventaja competitiva que pueden representar en función del interés de sudesarrollo.

Las dos líneas indican la zona donde e encuentran los temas más atractivos cuyos valores estan corre-lacionados con el Índice de Importancia y que se discuten en el apartado siguiente, donde se presen-ta la clasificación de los temas en función de los valores de los Índices de Grado de Importancia yAtractivo, indicándose su fecha de realización.

Temaas máás relevaantes

Los temas aparecen agrupados en cada una de las áreas del cuestionario, discutiéndose en detalle aque-llos que se han considerado como más relevantes, junto con los valores de Posición y Atractivo enCiencia-Tecnología e Industria-Mercado, así como las barreas que se detectan para conseguir su desarro-llo. Estos valores posición-atractivo corresponden a la moda de todas las respuestas recibidas para cadauno de los temas y representa el valor más repetido.

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15 Participación en el desarrollo de proyectos de reactores modulares ode pequeño tamaño para producción de electricidad y otras aplicaciones 2,9 2011-2020(producción de calor, desalación, producción de hidrógeno, etc.)

27 Utilización práctica de nuevas técnicas de demolición de estructurasfuertemente armadas en el desmantelamiento de centrales nucleares 2,9 2010

14 Construcción y explotación comercial de un proyecto de reactor rápido,en conjunción con un plan de reprocesamiento, una vez probada su 2,8 > 2030viabilidad técnica y económica

Con valores de este índice de importancia superiores a 3.6, es decir situados por encima de la mediaglobal, aparecen 20 temas de los que 7 pertenecen al área General, 5 son de Fusion, 4 de Diseño,Construcción y Operación de Reactores y 2 temas pertenecen a Gestión de Residuos yDesmantelamiento y al área de Seguridad y Protección.

Índices de Atraactivo y Posicióón

Junto con el Índice de Grado de Importancia de cada tema, se ha considerado cuál sería el atractivo ylas ventajas que tendría para nuestro país su realización como un indicador de impacto favorable. Deesta forma, los 20 temas considerados como más importantes se evaluan también en función del papelque pueden tener en el desarrollo futuro del sector nuclear en España.

Se ha definido un índice, de manera análoga al grado de importancia, asociado a la variable Atractivoy Ventajas respecto a Ciencia–Tecnología y a Industria-Comercio. Ambos valores se han sumado ynormalizado para obtener el Índice de Atractivo de cada tema. Este índice estará comprendido entreun valor máximo de 4 y un mínimo de 1.

Análogamente, se ha calculado el Índice de Posición que nos permite completar el análisis de los temasevaluando las capacidades competitivas con que contamos para abordar su desarrollo. Los resultadosse pueden ver en la figura.

1,70 2,10 2,50 2,90 3,30

3,30

2,90

2,50

2,10

1,70

23

1914

17

15

16

33 7

37

836

3938

34

22

356

27

25

13 123

18

24

14

41

21

329

10

29

31

30 2025

285

Reactores Residuos

PP o s i c i óó n

AAtraactivo

General

Seguridad FusiónOtros

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Horizonte 2010

En este horizonte aparecen tres temas de carácter general considerados importantes y con gran atrac-tivo en su desarrollo. Dos de ellos estan relacionados con las capacidades, infraestructuras y serviciosde apoyo que se requieren en el sector, y el tercero con la necesidad de iniciar actividades de deba-te que permitan explicar al público cual es el papel que puede tener la energía nuclear en el futuroenergético.

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Esta área del estudio engloba una serie de temas relacionados con el futuro del sector nuclear con-templándose acontecimientos y desarrollos que, aunque no se pueden considerar estrictamente tec-nológicos, van a tener una gran influencia sobre el futuro del sector. La mayoría de los temas, siete delos ocho propuestos, son considerados relevantes en función del valor del Índice de importancia y desu atractivo. Estos temas más relevantes permiten dibujar un escenario general que será el marcosocioeconómico y político donde se enmarcaran los avances tecnológicos esperados.

Nº Temaa IGI I Atraa Fechaa

4 Aceptación pública de las tecnologías y sistemas de almacenamiento deresiduos nucleares 3,8 3 2011-2020

2 La energía nuclear es considerada una opción para disminuir lasemisiones de CO2 y la lucha contra el cambio climático 3,8 2,9 2011-2020

1 La energía nuclear supondrá más del 35 % de la producción deelectricidad en España 3,7 2,9 2011-2020

5 Mantenimiento y fortalecimiento de las capacidades tecnológicas y de losservicios de apoyo necesarios para la potenciación de la energía nuclear 3,7 3 2010

6 Mantenimiento y fortalecimiento de las capacidades formativas y creaciónde las infraestructuras investigadoras necesarias para la potenciación de la 3,7 2,8 2010energía nuclear


3 La aplicación de instrumentos económicos y los derechos de emisiónasociados a la directiva sobre CO2 para limitar las emisiones contribuye 3,6 2,9 2011-2020a aumentar la competitividad económica de la energía nuclear

8 Realización de actividades de debate sobre la energía nuclear para hacerconocer al público sus beneficios, problemas y soluciones 3,6 2,7 2010

7 Desarrollo de mecanismos para la participación de la sociedad en la tomade decisiones relacionadas con la utilización y desarrollo de la energía 3,5 2,6 2010nuclear

Nº Temaa C--T I-T Barreraas

5 Mantenimiento y fortalecimiento de las capacidadestecnológicas y de los servicios de apoyo necesarios para lapotenciación de la energía nuclear

6 Mantenimiento y fortalecimiento de las capacidadesformativas y creación de las infraestructuras investigadorasnecesarias para la potenciación de la energía nuclear

Posición 3 3 Económicas

Atractivo 3 4 Sociales

Posición 2 2 Económicas

Atractivo 4 3 Sociales

La energía nuclear necesita para su desarrollo contar con capacidades, conocimientos, infraestructurasy servicios de apoyo en áreas científicas y tecnológicas que permitan continuar la operación de las ins-talaciones actuales, asegurarándo su desarrollo mediante nuevas actividades de I+D+I para poderincorporar los nuevos avances que se produzcan y mantener la competitividad del sector. Se necesitacontar con personal especializado en tecnologías como la generación de energía, el diseño de reacto-res, ciclo de combustible, seguridad, tecnologías de desmantelamiento, aceleradores, protección con-tra la radiación y radioprotección, atrayendo licenciados e ingenieros en competencia con otrasindustrias emergentes que resultan más atractivas para los estudiantes que inician una carrera profe-sional o buscan una formación especializada.

1Temas generales

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cidades tecnológicas así como las implicaciones formativas que tendrán las áreas emergentes como elvector hidrógeno o los reactores avanzados.

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Esta falta de personas con la formación necesaria no se produce únicamente en la industria nuclearsino en general en todas las actividades de carácter científico-técnico, como pone de manifiesto elreciente informe del National Science Board publicado junto con al análisis de los “Indicadores deCiencia y Tecnología” para el año 2004 en los EE.UU. Este informe refleja una disminución progresivaen el número de personas que estudian para convertirse en científicos e ingenieros en todas las áreasmientras que el número de puestos de trabajo que se necesitarían con esa formación crece continua-mente.

Sin embargo esta situación es especialmente preocupante en el caso de las tecnologías nucleares yradiológicas donde la disminución de las actividades del sector industrial, y la negativa percepción públi-ca de los usos de la energía nuclear, se traduce en la reducción en la oferta de programas de estudioy de sus contenidos, un menor numero de estudiantes interesados, mayor edad media del profesora-do, el envejecimiento de las instalaciones experimentales que se cierran y no se reemplazan o la faltade expertos jóvenes que sustituyan a los de mayor edad en la industria nuclear.

Un informe de la OECD publicado en el año 2000 ya alertaba a los países miembros de la situaciónde la educación y formación en el sector nuclear, ante la necesidad de contar con expertos en física eingeniería nuclear no solo para el sector energético sino también para tecnologías de salud y medici-na o la fabricación de materiales avanzados. Las conclusiones del estudio indicaban que aunque elnumero actual de científicos y tecnólogos parecía ser suficiente, algunos indicadores, como el menornumero de estudiantes universitarios, el perfil profesional demandado por las empresas, los conteni-dos de los cursos ofertados por las universidades y la disminución de las instalaciones nucleares en lasuniversidades, señalaban que existía el riesgo de no poder contar con las capacidades necesarias en unfuturo.

En el caso de España, el citado informe de la OECD señala una disminución en el número de alum-nos entre 1990 y 1998, lo que unido al cierre de instalaciones experimentales y la edad media del sec-tor, ofrece una situación preocupante. Los expertos recomiendan la necesidad de implantar medidaspara mantener y recuperar las capacidades necesarias, destacando el alto atractivo asignado a estostemas y la posición global más baja de la formación y las infraestructuras investigadoras respecto a lastecnológicas.

El “Libro Verde” sobre la seguridad en el suministro de energía, advierte que la Unión Europea “debemantener el control de la tecnología nuclear civil para conservar los conocimientos expertos necesa-rios, desarrollar reactores de fisión más eficaces y permitir el nacimiento de la fusion”. La pérdida delas capacidades existentes en los campos de la tecnología, la seguridad nuclear y la protección contrala radiación ha sido contemplada en la agenda de Lisboa y en el programa de EURATOM, recomen-dando emprender acciones para que los jóvenes reciban mejor información sobre las oportunidadesexistentes en el ámbito europeo para la formación y la especialización en estos temas.

Parece necesario implementar redes de colaboración entre la industria y los departamentos de univer-sidades y escuelas técnicas para detectar cuales van a ser las necesidades futuras en formación y capa-


8 Realización de actividades de debate sobre la energíanuclear para hacer conocer al público sus beneficios, Socialesproblemas y soluciones

Posición 2 2

Atractivo 3 3

Con respecto a este tema, la actitud pública se muestra poco tolerante con la energía nuclear lo queinfluye de manera muy importante sobre las opciones políticas energéticas. Según un estudio publica-do en diciembre del año pasado por el Centro de Investigaciones Sociológicas, CIS, “Barómetro deDiciembre: Expectativas 2004”, la energía nuclear es el campo en que los españoles les gustaría quehubiese menos avances tecnológicos o científicos, junto con la clonación, donde habría que limitar eldesarrollo en los próximos años.

El futuro de la energía nuclear esta relacionado con la percepción del público sobre su utilización y losriesgos asociados. La preocupación de la sociedad surge porque, aunque la probabilidad de que ocu-rran accidentes es muy baja, se trata de riesgos que pueden tener importantes consecuencias sobre elmedio ambiente. Esta percepción no se basa en estimaciones objetivas sino en un juicio intuitivo, enparte debido a la historia inicial de la energía nuclear ligada a la realización de actividades clasificadas,fundamentalmente de tipo militar, o los accidentes acaecidos, y también por generar unas expectati-vas en sus comienzos sobre su desarrollo demasiado optimistas y que no se han cumplido.

Los estudios de opinión sobre la energía nuclear indican que falta información sobre el uso de laenergía nuclear, el precio de las distintas opciones energéticas o su repercusión sobre el medioambiente. Los actores del sector nuclear, científicos, tecnólogos, operadores, reguladores y legisla-dores no han conseguido hacer llegar a la opinión pública cuales son sus puntos fuertes respecto aotras opciones energéticas y se necesita hacer un esfuerzo para que la información sobre estos fac-tores, económicos, medioambientales y las soluciones tecnológicas llegue a los ciudadanos y lesayude a definir su actitud.

Una forma de actuar es iniciar actividades informativas que permitan a la sociedad disponer de unmejor conocimiento sobre estos temas. En Dinamarca se ha desarrollado con éxito una formula departicipación pública denominada “Conferencias de Consenso” cuyo objetivo es iniciar un dialogoentre publico, expertos de la industria, gobierno y grupos medioambientales para analizar el desa-rrollo tecnológico, los problemas y las soluciones que existen. El objetivo del panel, a pesar de sunombre, no es forzar un consenso sino explorar hasta que punto son capaces de llegar a un acuer-do y alcanzar conclusiones capaces de influir en el proceso de toma de decisiones políticas sobre eltema, contrastando la visión del publico y su percepción con la información científico -tecnológicaexistente.

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En España un estudio de Datos de Opinión del CIS realizado en el 2000 sobre los riesgos y las medi-das de seguridad inherentes a la utilización de la energía nuclear señala la contaminación, el almacena-miento de residuos y los accidentes nucleares como los riesgos más citados por los encuestados.Respecto a las medidas de seguridad, el 55% cree que la tecnología actual no ha conseguido solucio-nes seguras para el almacenamiento ni para el transporte de los residuos. Con respecto a las medidasde seguridad existentes, la mayoría de las respuestas considera que la tecnología no ha conseguidosoluciones seguras para evitar estos riesgos y que las medidas de seguridad, aunque son suficientes, nose aplican adecuadamente. No se aprecian diferencias apreciables entre estos resultados y los de unestudio anterior publicado por el CIS en 1997.

La dificultad en conseguir informar adecuadamente a la población y vencer su desconfianza, a pesar delos esfuerzos que se realizan por las organizaciones implicadas, se refleja en que un 11% de las res-puestas obtenidas sobre este tema consideran que Nunca se conseguirá su realización.

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Este tipo de debates es especialmente adecuado para abordar temas sobre los que existen opinionescontrovertidas y donde el público se considera afectado por decisiones sobre las que, en su opinión,carece de información suficiente.

Horizonte 2011-2020

Para este horizonte temporal se perfila el aumento en el uso de la energía nuclear para producir elec-tricidad y su competitividad económica frente a otras opciones energéticas. El escenario futuro depen-de de lograr implementar una solución para los residuos nucleares que cuente con el respaldo de laopinión pública y de cual sea la importancia que se otorgue a la lucha contra el cambio climático al for-mularse las políticas energéticas


4 Aceptación pública de las tecnologías y sistemas de Posición 3 2almacenamiento de residuos nucleares Atractivo 3 3

La aceptación pública de las soluciones tecnológicas existentes para el almacenamiento de los residuosque se producen, como en toda otra tecnología, asociados a la energía nuclear es el tema considera-do como más importante en todo este estudio.

Los residuos radiactivos son productos de desecho o materiales contaminados por radionuclidos enconcentraciones superiores a las que establece la normativa, que se generan asociados a la utilizaciónde energía nuclear y para los que no esta previsto ningún otro uso. En España, estos residuos se pro-ducen en las centrales nucleares en operación, la fábrica de combustibles de Juzbado, las centralesnucleares desmanteladas o en fase de desmantelamiento, y en instalaciones radiactivas utilizadas confines médicos, industriales o de investigación.

La gestión y el destino final de los residuos asociados al combustible nuclear gastado en la producción deenergía, constituye uno de los retos más importantes actuales para el futuro de la industria nuclear entodo el mundo. Aunque más adelante, al tratar de los temas de Gestión de Residuos yDesmantelamiento, se hablará de las soluciones existentes y su implantación actual, adelantaremos queexisten soluciones para la gestión de los residuos y tecnologías que permiten aislarlos de la biosferaimpidiendo sus efectos sobre el medioambiente y con las condiciones adecuadas de seguridad.

Sin embargo, la opinión pública sigue mostrando una gran preocupación sobre los residuos radiactivos,tanto en temas referentes a su gestión como en el conocimiento que tienen sobre el tema y la con-fianza en la información que reciben.

Sociales

La energía nuclear juega un papel importante en la generación de electricidad en todo el mundo, aun-que no tiene el mismo peso en los distintos países. La necesidad de contar con tecnologías capacesde garantizar el suministro previsto durante los próximos años obliga a evaluar todas las alternativasposibles en función de su competitividad, tanto tecnológica como económica, y sus efectos sobre elmedio ambiente, sin olvidad considerar el grado de dependencia energética exterior que supone cadauna de ellas.

Las medidas que se decida adoptar para disminuir las emisiones de gases causantes del efecto inverna-dero y luchar contra el cambio climático, influyen sobre cual será el papel de la energía nuclear, comple-mentando otras opciones disponibles para la generación como las energías renovables, las tecnologíaslimpias de carbón o la eficiencia energética.

La energía nuclear produce muy pocas emisiones de gases. A lo largo de todo el ciclo de producción,desde la construcción de la central a su explotación, la producción de 1 kWh de origen nuclear supo-ne menos de 6 gramos de CO2, que aparece ligado a la construcción de la central y al transporte decombustible. En cambio, una central de gas de ciclo combinado genera 430 g y una de carbón entre800 y 1.050 g, según la tecnología utilizada.


2 La energía nuclear es considerada una opción para disminuir Posición 2 3las emisiones de CO2 y la lucha contra el cambio climático Atractivo 3 3 Sociales

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tes de producción resultan favorables para las centrales nucleares en el caso de plantas funcionandotodo el año. Las centrales de ciclo combinado son más baratas a corto plazo pero son muy vulnera-bles al precio del gas y suponen una mayor dependencia exterior.

El papel futuro de la energía nuclear en la generación dependerá del tiempo de vida de los reactoresactualmente en funcionamiento, la solución definitiva adoptada para los residuos radiactivos, la viabili-dad económica de las centrales basadas en los nuevos diseños de reactores y de las decisiones políti-cas que se tomen. A largo plazo estará basada en los escenarios energéticos que se decidan para otrasfuentes, sobre todo el gas natural, y del peso que supongan las medidas para la reducción de las emi-siones y la lucha contra el cambio climático.

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Si se acepta que la disminución de CO2 debe ser una opción prioritaria de las políticas energéticas, laenergía nuclear debe considerarse junto con las fuentes existentes en función de su capacidad paracubrir la demanda y también por su efectividad en reducir las emisiones para conseguir cumplir conlos compromisos de Kyoto.

El programa nuclear español comenzó en los años 60 con la construcción, llave en mano, de tres cen-trales utilizando distintos diseños de reactores, tratando de adquirir experiencia y desarrollar capacida-des propias en las distintas tecnologías. Entre los años 1972 y 1984 se construyeron otros cincoreactores con una gran participación de compañías de ingeniería nacionales en los proyectos. La últi-ma etapa se inicia a comienzos de los 80 durante la cual solo se construyeron dos nuevas centrales detodas las previstas como consecuencia de la moratoria adoptada en 1983, confirmada en 1994, can-celándose el resto de los proyectos de construcción.

La construcción de estas centrales llevo consigo el desarrollo de industrias relacionadas con la tec-nología nuclear, ingenierías y compañías para la fabricación de componentes, gestión de residuos yservicios. La participación nacional en los proyectos desarrollados durante la última etapa supusomás del 80% de los costes totales, aunque la mayor parte de la tecnología fue adquirida en otrospaíses.

Durante el pasado año 2003, las nueve centrales nucleares españolas proporcionaron el 23.6 % de laproducción eléctrica, destacando los elevados indicadores de funcionamiento y la mayor potencia eléc-trica conseguida mediante el aumento de las potencias térmicas originales, que suponen 599,44 MWesin incrementar los costes de operación ni de mantenimiento de las centrales.

La construcción de las centrales nucleares actuales requiere una alta inversión de capital por lo que laestrategia de financiación a seguir es muy importante y se ve afectada por el tiempo que dure la cons-trucción. Esto hace que los costes de los proyectos sean muy vulnerables a problemas ligados a laobtención de las licencias de emplazamiento y construcción de la planta, retrasos causados por pro-blemas de ingeniería o de gestión de los proyectos, nuevas regulaciones que impliquen cambios en eldiseño o por la oposición pública a su construcción.

En un mercado eléctrico liberalizado la competitividad de la electricidad de origen nuclear depende delos costes de las tecnologías competidoras, sobre todo con las plantas de ciclo combinado basadas engas natural, en función de las proyecciones respecto a precio y suministro de combustible. Estos cos-


1 La energía nuclear supondrá más del 35 % de la producción Posición 2 3de electricidad en España Atractivo 3 3

Sociales

Los escenarios previstos para la demanda de energía en los próximos años implican que los niveles deCO2 crecerán hasta valores cercanos al doble de las emisiones actuales si no se implantan medidascorrectoras para limitar sus emisiones. La energía nuclear tiene la ventaja de que su utilización no pro-duce emisiones de gases de efecto invernadero en ninguna de sus fases de operación. De esta forma,un mayor peso de la energía nuclear en el suministro de energía supondría evitar emisiones en unacantidad que se estima en 800 millones de toneladas de CO2 por cada 1.000 GWe nucleares produ-cidos, según el resultado de un estudio publicado por el MIT.

Los costes de la generación eléctrica para cada tecnología dependerán de la inversión requerida porunidad de potencia, el tiempo de construcción, la financiación, el combustible los gastos de operacióny el mantenimiento. También es necesario considerar las externalidades, es decir las consecuenciaseconómicas que recaen sobre la sociedad en el proceso de generación. Estos costes externos cuanti-ficables se calculan en relación con sus efectos sobre el medioambiente y la salud humana, incluyendola contaminación atmosférica y sus repercusiones, el impacto sobre la agricultura o los accidentes.

SIn embargo los estudios existentes sobre el calculo de externalidades proporcionan resultados muydispares, principalmente por diferencias metodológicas, procedimientos seguidos para la cuantificaciónde los impactos de cada tecnología y problemática del cálculo de costes.


3 La aplicación de instrumentos económicos y los derechosde emisión asociados a la directiva sobre CO2 para limitarlas emisiones contribuye a aumentar la competitividadeconómica de la energía nuclear

Posición 2 2

Atractivo 3 3Sociales

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El parque mundial actual de centrales nucleares para la producción de electricidad esta formado en sumayor parte por reactores nucleares de agua ligera que la utilizan como refrigerante y moderador paralos neutrones, LWR (Light Water Reactors), convirtiendo la energía térmica del combustible en elec-tricidad a través de un ciclo de vapor. Están basados en dos tecnologías: PWR, reactores de agua apresión, los más utilizados, en los que el circuito de refrigeración esta sometido a presión para evitarque el agua pase a vapor, y reactores de agua en ebullición, BWR. Entre ambas tecnologías generanmás del 80% de la electricidad de origen nuclear. El resto se produce mediante reactores que utilizanagua pesada como moderador y los moderados por grafito, donde se incluyen los Magnox del ReinoUnido, los reactores refrigerados por gas y los diseños rusos.

La tecnología y la experiencia en el funcionamiento de las centrales nucleares ha conseguido un eleva-do nivel de seguridad que ha permitido desarrollar diseños avanzados de reactores avanzados basa-dos en los LWR, denominados colectivamente como ALWR, Advanced Light Water Reactors, perosólo se han construido en Japón. Actualmente hay varios diseños de este tipo de reactores en proce-so de certificación de seguridad en Europa y Estados Unidos.

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El precio actual de los combustibles fósiles para la generación de energía, tanto en el caso del gas comodel carbón, no contempla la necesidad de añadir en el cálculo los costes de incorporar soluciones tec-nológicas para captura y secuestro de los gases que se producen. Una forma de incorporar estos cos-tes en el cálculo sería mediante una tasa de emisiones o subvenciones alternativas, lo que tendría unimpacto significativo sobre las distintas tecnologías energéticas. Aunque el impacto dependería de latecnología elegida y el volumen que se decidiese de reducción de emisiones, el valor económico sepuede estimar, según el estudio de MIT, entre 100 y 200$ por tonelada de CO2


12 Construcción y explotación comercial de un reactor avanzado de agualigera evolutivo (ABWR, EPR, etc.), una vez probada su viabilidad técnica 3,8 2,9 2011-2020y económica

9 Desarrollo de condiciones (tecnológicas y normativas) que faciliten laoperación a largo plazo de las centrales nucleares actuales (vida superior 3,8 3,2 2010a los 40 años normalmente considerados)

2Diseño.Construcción yoperaciónde reactores

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Los expertos consideran que durante las próximas décadas la energía nuclear para producción de elec-tricidad contempla dos líneas de desarrollo: conseguir aumentar el tiempo de vida de los reactoresactuales, en condiciones de seguridad, y la construcción de futuras centrales nucleares basadas en nue-vos diseños de reactores

Sin embargo el funcionamiento de una central requiere un nivel de calidad, basado en factores de segu-ridad y economía, que no sólo dependen del diseño original del reactor sino también de los avancestecnológicos conseguidos a lo largo de sus años de funcionamiento. Esto hace que algunas de las res-puestas al cuestionario consideran difícil que los diseños conceptuales más innovadores puedan llegara ser competitivos con sistemas evolutivos basados en los actuales reactores de agua ligera. Esto podríaexplicar por qué los temas que tienen la clasificación más baja dentro de esta área, relacionados conestos diseños avanzados, sean también aquellos con el mayor porcentaje de respuestas señalando queNunca se realizarán.

Horizonte 2010

En este horizonte, los dos temas considerados más importantes y con el mayor atractivo están relaciona-dos con la operación y las condiciones de explotación de la central, para conseguir un tiempo de opera-ción más largo mejorando la eficiencia de su funcionamiento y los parámetros de rentabilidad asociados.

CuadernosOPTI

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10 Desarrollo de tecnologías y herramientas que permitan inspeccionar,evaluar y mitigar los mecanismos de degradación de componentes y elcontrol del envejecimiento de materiales para mejorar las condiciones 3,7 3,2 2010de explotación, así como la reparación y sustitución de los componentesprincipales de la central

13 Construcción y explotación comercial de un reactor avanzado de agualigera pasivo (AP1000, ESBWR, SWR, etc.), una vez probada su 3,6 2,9 2011-2020viabilidad técnica y económica

11 Desarrollo de una legislación común a nivel de la Unión Europea paralas centrales nucleares avanzadas 3,4 2,8 2011-2020

16 Participación en el desarrollo de proyectos internacionales a largoplazo correspondientes a las iniciativas Generación IV e INPRO 3,1 2,4 2010

18 Superar el límite actual de enriquecimiento del 5% de contenidode U235, con objeto de alcanzar mayores quemados en el combustible 3,0 2,7 2011-2020y reducir el coste del mismo

19 Utilización generalizada de tecnologías de reciclado de uranio y plutoniomediante reproceso consiguiendo un coste global del ciclo que permitaoptimizar la capacidad del almacenamiento directo del combustible 3,0 2,1 2011-2020gastado en medios geológicos

17 Cierre del ciclo de vida del combustible mediante su reprocesadoy utilización posterior en forma de óxidos mixtos de uranio y plutonio 2,9 2,1 2011-2020(MOX) en las centrales nucleares

15 Participación en el desarrollo de proyectos de reactores modulares o depequeño tamaño para producción de electricidad y otras aplicaciones 2,9 2,4 2011-2020(producción de calor, desalación, producción de hidrógeno, etc.)

14 Construcción y explotación comercial de un proyecto de reactor rápido,en conjunción con un plan de reprocesamiento, una vez probada su 2,8 2,4 > 2030viabilidad técnica y económica


9 Desarrollo de condiciones (tecnológicas y normativas) quefaciliten la operación a largo plazo de las centrales nuclearesactuales (vida superior a los 40 años normalmenteconsiderados)

10 Desarrollo de tecnologías y herramientas que permitaninspeccionar, evaluar y mitigar los mecanismos dedegradación de componentes y el control delenvejecimiento de materiales para mejorar las condicionesde explotación, así como la reparación y sustitución de loscomponentes principales de la central

Posición 3 3

Atractivo 3 4

Posición 3 3

Atractivo 3 3

La mayoría de las centrales nucleares fueron diseñadas inicialmente para un periodo de funcionamien-to de 40 años, pero las evaluaciones de ingeniería realizadas a lo largo de la última década han permi-tido establecer que muchas de ellas podrían operar durante más tiempo. En Estado Unidos ha sidoaprobada la extensión de vida a los 60 años de 26 unidades desde los 40 años originales, estando enproceso de revisión por la NRC otras 18 centrales. Por otra parte en Japón se plantea la posibilidadde contar con centrales cuya vida sea del orden de 70 años.

Sociales

Económicas

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La mejora del conocimiento disponible actualmente sobre los mecanismos que se producen y sus cau-sas, el perfeccionamiento de los instrumentos de medida y el desarrollo de modelos de simulación delos fenómenos y su desarrollo son algunos de los retos a resolver en la gestión de la vida de las plan-tas nucleares. Así dentro de las prioridades de investigación propuestas en el 6º Programa Marco porla Industria Nuclear, aparecen líneas como la creación de una red temática sobre envejecimiento demateriales, el análisis de los mecanismos de corrosión mecánica y química, cálculos estructurales, dise-ño de instrumentos para vigilancia y control en tiempo real, realización de ensayos no destructivos yel desarrollo de técnicas de inspección.

Mantener abierta la posibilidad de extender la vida de las centrales por encima de los 40 años consi-derados actualmente y mejorar las condiciones de operación requieren disponer de personal cualifica-do y mano de obra especializada sobre tecnologías de reactores que permita mantener y aumentar elconocimiento actual, uno de los temas relacionados con la pérdida de capacidades en el sector, trata-do anteriormente.

Horizonte 2011-2020

Los reactores utilizados para la producción de electricidad han evolucionado desde los años 50 a par-tir de los diseños iniciales incorporando sucesivas mejoras tecnológicas.

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De acuerdo con la legislación nuclear en vigor, las centrales nucleares españolas no tienen una vidadefinida. Su periodo de funcionamiento esta ligado a la Autorización de Explotación para la instalaciónque se suele conceder durante un periodo de 10 años por el Ministerio de Industria, Turismo yComercio, responsable de otorgar todas las autorizaciones necesarias. Tanto la concesión como larenovación requieren un informe previo favorable del Consejo de Seguridad Nuclear, emitido despuésde efectuar una evaluación que garantice la seguridad de su funcionamiento. Por tanto las centralesnucleares pueden seguir en funcionamiento mientras se demuestre que su operación es segura,implantando las modificaciones tecnológicas adecuadas.

El periodo de funcionamiento de la central, y la operación a largo plazo, dependerán por tanto, juntoa las condiciones regulatorias en vigor, de consideraciones tecnológicas y de la evaluación de los dis-tintos costes asociados a las medidas que se adopten. Bajo el punto de vista económico mantener lasplantas actuales en operación tanto tiempo como sea posible, garantizando en todo momento la segu-ridad de su funcionamiento, es una opción atractiva respecto a su competitividad económica en unmercado eléctrico liberalizado, a lo que se une como factor añadido las dificultades actuales para rea-lizar nuevas instalaciones.

Para conseguir esa operación a largo plazo es preciso tener en cuenta que las regulaciones no soloimplican mantener los niveles de seguridad existentes al inicio de la explotación sino también reeva-luar las condiciones de funcionamiento en cada momento, incorporando las medidas que sean nece-sarias para aumentar y mejorar la seguridad de su operación, incluyendo también la reducción en laexposición ocupacional y la gestión de los riesgos e incertidumbres.

La regulación constituye un reto para la gestión de la planta ya que la extensión de su periodo de ope-ración se basa en conseguir producir electricidad a un precio competitivo con el de otras tecnologías.Se necesita por tanto disponer de normas que permitan a los operadores establecer una estrategia deactuación a largo plazo, contemplando el desarrollo de estándares regulatorio, su ámbito de aplica-ción y los plazos temporales necesarios.

La integridad de los componentes y de los equipos de las plantas nucleares sufre un proceso de enve-jecimiento ligado a una serie de fenómenos físicos como resultado de su utilización que obliga a dise-ñar un programa para el mantenimiento y renovación de la instalación. El conocimiento de estosprocesos y la información experimental que se obtenga sobre el comportamiento de los materiales,permitirán desarrollar métodos para el control, sustitución y reparación de los componentes afecta-dos, asegurando la extensión de su periodo de funcionamiento, vigilando su impacto sobre la seguri-dad de la planta. También es necesario incorporar progresivamente nuevas tecnologías que sustituyanprogresivamente a las actuales, en función de los avances tecnológicos, o que necesiten añadirse alas existentes por nuevas exigencias en la normativa de seguridad. La necesidad de la sustitución decomponentes, los retrasos en los periodos de operación asociados a las reparaciones y las dificultadesen su ejecución suponen una serie de costes que deben ser analizados a la hora de tomar decisionessobre la decisión de modernizar las instalaciones, que determinará la prolongación de su periodo deoperación.


12 Construcción y explotación comercial de un reactoravanzado de agua ligera evolutivo (ABWR, EPR, etc.), unavez probada su viabilidad técnica y económica

13 Construcción y explotación comercial de un reactoravanzado de agua ligera pasivo (AP1000, ESBWR, SWR,etc.), una vez probada su viabilidad técnica y económica

Posición 3 3

Atractivo 3 3

Posición 2 3

Atractivo 3 3

En función de su evolución, se clasifican en

· Generaacióón I (1950 – 1970)Comprende los primeros prototipos de reactores construidos en USA, Rusia, Francia, y GranBretaña. Se desarrollan también en este periodo de tiempo las instalaciones para el ciclo decombustible y los primeros reactores reproductores de neutrones rápidos refrigerados porsodio con carácter experimental.

Sociales

Sociales

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contemplan versiones de menor potencia, y posee un nivel de seguridad muy elevado, incorporandomodificaciones de diseño para reducir el riesgo de accidentes relacionados con el núcleo del reactorque permite reducir los niveles de exposición para el personal, tanto durante la operación como en elcaso de accidentes.

Respecto a su competitividad económica el EPR supone una inversión menor que los diseños actua-les gracias a la incorporación de mejores tecnologías que permiten mayor eficiencia térmica que losactuales y una tasa de quemado de combustible más alta, consiguiendo mayor disponibilidad de ope-ración, un 92% en media frente al 82% del parque actual, y cuya vida será de 60 años en comparacióncon los 40 de la generación en funcionamiento. Producirá un volumen de residuos entre un 10 y un20% menor que los actuales con la misma capacidad de generación eléctrica.

Este reactor EPR ha sido el diseño elegido por Finlandia para la tercera unidad de la central nuclear deOlkiluoto mediante un acuerdo firmado con el consorcio Framatome ANP–Siemens. El proyectoOlkiluoto 3 fue firmado en diciembre del 2003 y tendrá un coste total estimado de 3.000 millones deeuros, a precios de 2003. Se han empezado ya las obras de excavación preparatorias y el objetivo escomenzar los trabajos a principios del 2005, para iniciar la producción de electricidad en el 2009.

Algo más alejados en el tiempo respecto a la fecha prevista para su entrada en servicio están los dise-ños avanzados de agua ligera pasivos, englobados en el tema 13.

El AP 1000 es un reactor de agua ligera presurizada de 600 MWe incorporando sistemas de seguridadpasivos, es decir que solo dependen de un efecto físico, como la gravedad, un gas a presión, la resisten-cia a la temperatura o la convección para su funcionamiento, en lugar de estar basados en bombas yrefrigerantes que requieren componentes eléctricos o mecánicos para entrar en operación. Con estediseño se eliminan el 50% de las válvulas, 36% de bombas y 80% de cables y conducciones respectoa las centrales actuales. Este es uno de los diseños avanzados derivados de los reactores de agua lige-ra actuales, que esta en periodo de certificación en Estados Unidos para iniciar a corto plazo la cons-trucción de una unidad de demostración. Sus objetivos son reducir el periodo de construcción de lacentral gracias al menor numero de componentes, rebajar el volumen de edificación, disminuir los cos-tes actuales y conseguir mayor producción de potencia, aumentando su eficiencia.

European Simplified Boiling reactor, ESBWR, es un diseño de reactor de agua en ebullición más avan-zado que el ABWR, tendrá una potencia 1.390 MWe y que también incorpora sistemas pasivos deseguridad.

SWR, Siede Wasser Reaktor, es un reactor de agua en ebullición que puede producir entre 1.000y 1.290 MWe cuyo diseño finalizo en 1999, estando actualmente en periodo de certificación.Incorpora numerosos sistemas de seguridad pasivos y permite conseguir un mayor grado de que-mado del combustible por lo que solo necesitaría efectuar operaciones de recarga cada 24 meses.

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· Segundaa Generaacióón (1970–2000)Agrupa a los reactores actualmente en explotación, principalmente los de agua ligera presuri-zada (PWR) o de agua en ebullición (BWR) construidos en Estados Unidos, Europa y Japónque constituyen el 85% del parque actual. El resto corresponde a los reactores de agua dediseño ruso, los de agua en ebullición de los países del Este, y los Candu con agua pesadacomo moderador desarrollados en Canadá y la India.

· Terceraa GeneraacióónSe trata de reactores con diseños evolutivos sobre los de la generación anterior, estarían basa-dos en los mismos principios básicos pero aprovechando los desarrollos tecnológicos y laexperiencia adquirida en su funcionamiento. Incorporan sistemas para reforzar los niveles deseguridad, conseguir reducir la producción de residuos, aumentar su factor de operación, alar-gar su vida operativa a los 60 años y disminuir los costes de inversión.

· Cuaartaa Generaacióón (GEN IV) Son diseños considerados de ruptura conceptual respecto a las generaciones anteriores coninnovaciones tecnológicas muy importantes respecto al reactor y al ciclo de combustible.Operaran a temperaturas más elevadas, entre 500 y 1.000 ºC, consiguiendo así mayor eficien-cia para la conversión de calor en electricidad e incorporan sistemas de seguridad simplifica-dos, con objetivos centrados en conseguir aumentar la seguridad y fiabilidad, contemplandootras aplicaciones energéticas además de la producción de electricidad.

Para conseguir estos objetivos se requieren importantes desarrollos en I+D que permitandecidir cual será el diseño definitivo seleccionado para iniciar la construcción de un prototipo.Su calendario de realización contempla conseguir disponer de instalaciones industriales a par-tir del 2035, según los avances que se consigan y la evolución del mercado.

Formando parte de la Generación III los expertos señalan la importancia de los reactores evolutivosde agua ligera basados en el conocimiento actual y la experiencia existentes sobre esta tecnología.

ABWR (Advanced Boiling Water Reactor), es un reactor de agua en ebullición con una potencia de1.300 MWe y una vida de 60 años. Ya están en funcionamiento unidades en Japón y se construyenotras en Taiwán que se espera entren en funcionamiento a finales del 2004. Un consorcio de compa-ñías de USA ha propuesto al Departamento de Energía realizar un estudio de viabilidad para construirun ABWR en Bellefonte, Alabama. El diseño de este reactor incorpora importantes simplificaciones entodos los sistemas generadores y en el recinto de contención del núcleo aprovechando la experienciaadquirida con los LWR.

En Europa el diseño más cercano a la comercialización es el EPR, European Pressurized waterReactor, un reactor nuclear de agua presurizada de diseño avanzado desarrollado conjuntamente pordos compañías eléctricas Framatome y Siemens, un consorcio franco-alemán, en el que también par-ticipan los respectivos organismos nacionales de seguridad nuclear. Producirá 1600 MWe, aunque se

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Residuo radiactivo es cualquier material o producto de desecho, para el cual no está previsto ningúnuso, que contiene o está contaminado con radionuclidos en concentraciones o con niveles de activi-dad superiores a los establecidos por la normativa vigente.

Los residuos nucleares presentan una gran diversidad respecto a su origen y naturaleza. El riesgo vienedeterminado por su actividad, parámetro que evalúa su impacto potencial sobre el hombre, aunquehabría que distinguir entre los distintos efectos ionizantes causados por los diferentes tipos de radia-ción, y su periodo, el tiempo que tarda su actividad en reducirse a la mitad. Se pueden clasificar en fun-ción del tipo de radiación que emiten, su periodo de semidesintegración o su actividad especifica, perodesde el punto de vista de su gestión final en España se dividen en los dos grupos siguientes,

· Residuos de baja y media actividad que tienen una actividad específica baja, formados por radio-nuclidos emisores beta-gamma con períodos de semidesintegración inferiores a 30 años y con-tenido limitado en emisores alfa de vida larga, aquellos con periodos de varios miles de años.

Su almacenamiento definitivo se realiza en las instalaciones de El Cabril mediante módulos desuperficie incorporando barreras de ingeniería múltiples que garantizan su aislamiento y esta-bilidad durante 300 años, ya que, pasado este tiempo, su actividad será poco significativa.

· Residuos de alta actividad formados, principalmente, por el combustible nuclear gastado, yaque este no se reprocesa en nuestro país. Tienen una elevada actividad específica en emiso-res de vida corta, contienen radionuclidos emisores alfa de vida larga en concentraciones apre-ciables, y pueden ser grandes productores de calor por las reacciones que se desarrollan.

Actualmente, estos residuos se almacenan temporalmente en la propia central transfiriéndo-los a una piscina para extraer el calor residual mientras disminuye su actividad. Una vez ago-

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En un horizonte temporal más alejado aparece el proyecto Gen IV, en el que participan diez paísesjunto con el DOE, cuyo objetivo es desarrollar una nueva generación de centrales nucleares incorpo-rando avances en seguridad, fiabilidad y sostenibilidad respecto a los reactores de las centrales en ope-ración o en proyecto. Como resultado de los trabajos se han elegido seis diseños de reactoresconsiderados revolucionarios sobre los actuales, pero de los que solo tres pasaran a la fase de viabili-dad antes de transformarse en prototipos. Los sistemas seleccionados incluyen dos reactores de altatemperatura refrigerados por helio y cuatro con refrigerantes de sales fundidas o metales en estadolíquido, sodio o aleaciones de plomo, y un reactor de agua ligera supercrítico con presiones que impi-dan la ebullición del agua hasta los 500 ºC. De estos seis diseños cuatro son reactores de neutronesrápidos y solo dos funcionarían con neutrones térmicos como las centrales actuales. Además cinco deestos diseños utilizan un ciclo cerrado de combustible que permitiría reciclar todos los elementosradiactivos existentes en el combustible gastado dentro del propio reactor evitando los riesgos de pro-liferación causados por manipulación indebida.

La International Atomic Energy Agency inició en el año 2000 un proyecto sobre reactores avanzadosy ciclos de combustible nuclear denominado INPRO, “Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles”.El objetivo de este proyecto, en el que participa España, es contribuir a que la opción nuclear esté dis-ponible como un recurso sostenible para cubrir las necesidades energéticas del siglo XXI. Tiene unhorizonte de 50 años, un plazo más largo que las anteriores iniciativas, agrupando usuarios y tecnólo-gos para conseguir diseños que permitan una mayor competitividad económica, utilizando sistemasintrínsicamente seguros con mínimo impacto ambiental.

3Gestiónde residuosy desmantelamiento

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Los temas más relevantes en función de su importancia y atractivo en el horizonte 2011–2020 se refie-ren al desarrollo de alternativas para el depósito temporal de los residuos en superficie mediante lastecnologías de almacenamiento geológico profundo, donde se almacenen definitivamente o de mane-ra reversible, y el desarrollo de metodologías para la evaluación de su seguridad

El Panel de Expertos recomienda considerar el tema 23, a pesar de no estar incluido entre los másrelevantes, como una línea de I+D a largo plazo que debe desarrollarse en paralelo con los análisissobre el almacenamiento geológico profundo. Las tecnologías de separación y transmutación tienencomo objetivo convertir los residuos de vida larga en otros de vida más corta o incluso el transformar-los en elementos estables, por tanto no radiactivos, reduciendo así el inventario y disminuyendo loscostes e incertidumbres asociados al largo plazo de los depósitos de almacenaje.

Con respecto al tema 25 hay que destacar el atractivo que supondría un mayor mercado para los ser-vicios de desmantelamiento en el ámbito internacional. Si embargo ENRESA solo gestiona estas actua-ciones a nivel nacional y, actualmente, no se plantea actuaciones comerciales en otros países.

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tada la capacidad de las piscinas, o cuando se proceda al desmantelamiento de la instalación,los residuos se pueden almacenar mediante otros sistemas, tipo piscina o sistemas en seco. EnEspaña, el Plan General de Residuos vigente contempla la decisión sobre tener en funciona-miento un almacén temporal centralizado en el 2010, pero no se ha iniciado todavía el pro-ceso para la selección de un emplazamiento.

Los residuos de baja y media actividad de vida corta representan alrededor del 90% de los que se pro-ducen anualmente, pero solo contienen el 0,5% de la actividad total. Los residuos de actividad alta devida larga son el 10% restante pero suponen el 99.5% de la actividad, siendo por tanto los de mayorriesgo.

El mayor porcentaje de residuos radiactivos se produce como consecuencia de las actividades relacio-nadas con la industria nuclear eléctrica a lo largo de las distintas etapas del ciclo de combustible, desdela minería para extracción de los materiales uraníferos, la separación, concentración, enriquecimientoisotópico y la fabricación de elementos combustibles. También se generan residuos radiactivos en otrasactividades industriales, médicas y de investigación.

La gestión de los residuos radiactivos abarca no solo el tratamiento que se les aplique una vez se hangenerado, sino que incluye también la fase de planificación y desarrollo de las actividades para su eli-minación definitiva.

La gestión de los residuos radiactivos que se generan en España y del desmantelamiento de las insta-laciones nucleares son responsabilidad de la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos, S.A., ENRE-SA. También tiene entre sus tareas difundir información sobre el desarrollo de sus actividades paraacercar al público y a la sociedad sus actuaciones, proyectos y realizaciones.

El Plan General de Residuos Radiactivos incluye una revisión de todas las actuaciones necesarias y delas soluciones aplicables a su gestión, comprendiendo el estudio económico-financiero de los costesde dichas actuaciones. Estos costes producidos por la gestión de los residuos radiactivos y el desman-telamiento de las instalaciones nucleares son financiados por los productores de dichos residuos.


21 Utilización práctica de las tecnologías de almacenamiento geológicoprofundo de residuos radiactivos de alta actividad 3,8 3 2011–2020

24 Aceptación generalizada en el ámbito científico y técnico de lasmetodologías de evaluación de la seguridad de los almacenamientos 3,6 2,8 2011–2020subterráneos de residuos


26 Utilización generalizada de aplicaciones robotizadas en eldesmantelamiento de centrales nucleares 3,4 2,8 2011–2020

23 Utilización práctica de tecnologías para la separación y transmutación deradisótopos de vida larga contenidos en el combustible nuclear gastado 3,2 2,2 > 2030

20 Desarrollo de tecnologías para el reciclado de desechos de muybaja actividad 3,2 2,8 2010

22 Desarrollo de técnicas que permitan la recuperación de residuos delos depósitos geológicos después de su almacenamiento 3,1 2,6 2011–2020

25 Aumento en un factor 10 del mercado existente para los serviciosde desmantelamiento que permita a las empresas nacionales competira nivel internacional 3,0 2,8 2011–2020

27 Utilización práctica de nuevas técnicas de demolición de estructurasfuertemente armadas en el desmantelamiento de centrales nucleares 2,9 2,7 2010

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Esta solución es considerada por los expertos como medioambientalmente segura y requeriría unapequeña intervención humana con un riesgo mínimo. Su realización requiere desarrollar contenedoresduraderos, implementar las barreras tecnológicas, seleccionar y caracterizar los posibles emplazamien-tos, evaluar la seguridad y seguir la normativa para solicitar las licencias de construcción, operación yclausura de las instalaciones

Como los residuos conservan su peligrosidad durante miles de años se necesita realizar más estudiossobre el riesgo radiológico en caso de escapes producidos por vías de agua o por accidentes de ori-gen humano. Los avances tecnológicos se basan en la realización de programas de I+D en laborato-rios subterráneos para obtener datos sobre los distintos fenómenos que pueden suceder y utilizarlosen modelos para la evaluación de la seguridad.

La mayor parte de los países con programas nucleares están desarrollando investigaciones para locali-zar posibles emplazamientos geológicos adecuados y evaluar sus condiciones antes de tomar una deci-sión definitiva.

En Estados Unidos está en operación desde 1999 la primera planta piloto construida en el mundo conlicencia para el almacenamiento definitivo de residuos radiactivos de vida larga, procedentes de lainvestigación y la producción de armamento nuclear. Está en el desierto de Chihuahuan, al sudeste deNuevo Méjico, y dispone de galerías de almacenaje excavadas en una mina de sal que ha permaneci-do geológicamente estable durante 225 millones de años. Los requisitos impuestos por la regulación,y sobre todo la aceptación pública, hacen que construir un emplazamiento similar para los residuosradiactivos de origen civil esté encontrando mayores dificultades. El Departamento de Energía comen-zó en 1978 los estudios para construir el primer deposito de combustible nuclear gastado y residuosde alta activad en Yucca Mountain, a 100 millas de la ciudad de Las Vegas en el estado de Nevada. Laresolución que permitía al DOE continuar el proceso no se tomo hasta julio de 2002 y actualmentese esta preparando la solicitud para obtener la licencia de construcción a la Nuclear RegulatoryCommission. El comienzo de su funcionamiento esta previsto para el 2010.

En Europa el único país que ha tomado una decisión definitiva para los residuos de alta actividad hasido Finlandia. Una decisión del Parlamento aprobó iniciar en el 2011 la construcción de un almacéndefinitivo cerca de Olkiluoto que deberá estar en operación en 2020. Suecia realiza investigacionesgeológicas detalladas sobre las características de dos posibles emplazamientos, para decidir finalmentesobre uno de ellos en el 2007.

Los expertos consideran el almacenamiento geológico profundo como una solución tecnológicamen-te factible capaz de garantizar el aislamiento de los residuos a largo plazo y la protección del medioambiente. Sin embargo, las encuestas indican que la opinión pública tiene la percepción de no estaradecuadamente informada sobre estos temas y no acepta ni las tecnologías ni los sistemas para el alma-cenamiento, como vimos anteriormente al hablar del tema 4, considerado el más importante de todoel estudio. Esta es la causa de la dificultad para tomar decisiones políticas sobre los emplazamientosdefinitivos.

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La gestión de los residuos es un tema crucial para evitar los riesgos potenciales que pueden significarpara las generaciones futuras dado el largo periodo de tiempo durante el que siguen emitiendo radia-ción, lo que obliga a desarrollar soluciones tecnológicas adecuadas que permitan confinar y aislar losresiduos durante ese tiempo, en las máximas condiciones de seguridad.

En cada país, estos riesgos se abordan mediante distintas disposiciones legislativas relativas a los reque-rimientos para el funcionamiento de las instalaciones nucleares, su explotación mantenimiento y des-mantelamiento, la seguridad de la operación de la central y la gestión de los residuos. Con respecto alos residuos, existe un consenso general en que el almacenamiento geológico profundo es una solu-ción viable pero aunque algunos países han localizado posibles emplazamientos, ninguno ha pasado dela fase de determinación de sus características.

Actualmente, los residuos de alta actividad están depositados temporalmente en las centrales nuclea-res en condiciones seguras hasta que se inicie la construcción de un almacén temporal a nivel nacio-nal, una medida provisional mientras se adopta una solución definitiva.


21 Utilización práctica de las tecnologías de almacenamiento Posición 3 3geológico profundo de residuos radiactivos de alta actividad Atractivo 3 3

Sociales

Los conocimientos actuales permiten asegurar que el combustible gastado y otros residuos de alta acti-vidad pueden ser almacenados con seguridad a gran profundidad, superior a los 300 metros, en for-maciones geológicas con las características adecuadas.

Los residuos estarían confinados por un sistema de barreras tecnológicas diseñadas para evitar la libe-ración de radiactividad al exterior, a las que se sumarían las barreras naturales de la formación geoló-gica. Las barreras tecnológicas incluirían confinamiento físico de los contenedores y el confinamientofísico-químico mediante materiales como cementos o arcillas que garanticen el mayor grado de con-tención para la radiación. Una zona rocosa estable en la que la ausencia de acuíferos o la baja circula-ción de aguas subterráneas proteja y complete las barreras tecnológicas, permitiría diseñar un sistemade contención efectivo durante las escalas de tiempo requeridas.

Existen estudios experimentales que muestran la existencia de emplazamientos donde las rocas no sehan desplazado en escalas de tiempo geológicas, como el realizado a finales del 2003 por un grupo degeólogos franceses que demostró que un tipo de rocas volcánicas de baja permeabilidad, llamadasacuitardos, ha permanecido impermeable durante cientos de miles de años, tiempo comparable conel que sería necesario para que desapareciese la radiactividad de los residuos de alta actividad.

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miento geológico se contempla dejar abierta la posibilidad de recuperación de los residuos para facili-tar el uso de las posibles tecnologías alternativas y aumentar la aceptación social. También es necesa-rio tener en cuenta los criterios para la selección y la justificación de un posible emplazamiento, lasimplicaciones en la seguridad de las salvaguardias nucleares internacionales y el tratamiento de la intru-sión humana.

Junto con el conocimiento generado en que se basan estos modelos para representar el comporta-miento de los sistemas de almacenamiento profundo y las barreras tecnológicas, se han desarrolladométodos para tener en cuenta al realizar los cálculos de seguridad las incertidumbres asociadas a losprocesos relevantes, por ejemplo las que existen por falta de información suficiente o datos sobre elfenómeno analizado. Se genera así una mayor confianza en que los resultados de las evaluaciones, losmétodos, modelos y datos utilizados constituyen una base de información fiable para decidir sobre elemplazamiento y la solución tecnológica adoptada en la operación de la instalación.

La existencia de soluciones tecnológicas viables y la mayor confianza en los aspectos técnicos, deberíapermitir a los responsables de la toma de decisiones políticas y a la población abrir un diálogo con elsector nuclear basado en la transparencia informativa sobre la viabilidad de una determinada solucióntecnológica definitiva para los residuos de alta actividad. De esta forma se facilitaría la toma de unadecisión sobre la gestión de los residuos con la participación no solo de los productores, los respon-sables de la seguridad, los científicos y tecnólogos encargados de la solución, sino de todos los posi-bles afectados, facilitando así su puesta en marcha.

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Horizonte 2011-2020


24 Aceptación generalizada en el ámbito científico y técnicode las metodologías de evaluación de la seguridad de losalmacenamientos subterráneos de residuos

Sociales

Los análisis realizados para evaluar la seguridad del almacenamiento geológico profundo indican quees posible aislar estos residuos en formaciones rocosas de granito, rocas salinas o arcillas, durante esca-las de tiempo superiores al millón de años.

Las barreras de ingeniería existentes alrededor de los residuos junto con las rocas que forman el depó-sito suponen obstáculos suficientes para evitar la movilidad de los radionuclidos al exterior y la intru-sión humana, accidental o intencionada.

Los criterios para evaluar la seguridad del almacenamiento geológico profundo exigen el cumplimien-to de todos los requisitos regulatorios utilizando los datos más realistas que sea posible. Es necesarioconocer con el mayor detalle posible el carácter del residuo, cómo se ha formado y su composición,y analizar su comportamiento a largo plazo en función de las condiciones que puedan darse en el recin-to y su evolución.

El soporte existente para esta evaluación de seguridad. se basa en los avances científicos y tecnológi-cos pero también hacen hincapié en la necesidad de realizar estudios sobre la confianza que apoyenel proceso. La seguridad a largo plazo requiere disponer de datos experimentales sobre los diversosfenómenos que pueden producirse, desde el comportamiento de los materiales de los contenedores,la evolución geológica o los fenómenos de propagación en las corrientes de agua. Para obtener estosdatos se trabaja en instalaciones y laboratorios subterráneos construidos zonas rocosas, que permitenverificar los métodos de ingeniería en condiciones reales.

Los datos experimentales permiten construir modelos computacionales y desarrollar herramientasnuméricas para poder analizar los distintos procesos que pueden ocurrir durante las operaciones dealmacenamiento, simulando cualquier escenario posible. Estos modelos de simulación muestran que sepodrían implementar tecnologías de aislamiento suficientes para garantizar que las concentracionespotencialmente capaces de llegar al medioambiente estarían por debajo de los niveles de radiactividadambiental aceptables

Los criterios de seguridad adoptados deben ser suficientemente flexibles como para poder tener encuenta las posibles alternativas existentes e incorporar los avances tecnológicos que se produzcan enlas tecnologías de separación y transmutación. En algunos análisis de esta problemática del almacena-

Posición 3 3

Atractivo 3 3

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El desarrollo de la seguridad nuclear en España esta ligado a la construcción de las centrales nuclearesen operación y al progreso de la tecnología nuclear. En 1951 se creó la Junta de Energía Nuclear; JEN,como centro de investigación y desarrollo tecnológico, donde se puso en marcha el primer reactornuclear de investigación en 1958. Entre sus funciones, junto con la promoción y desarrollo de la tec-nología nuclear, la JEN desarrolló actuaciones en materia de seguridad nuclear durante los años sesen-ta y setenta. Como resultado de esta actividad inicial se promulgó la Ley de Energía Nuclear en 1964,que define y establece los principios básicos de seguridad nuclear y protección radiológica, estructu-rando el procedimiento de autorización de las instalaciones en España.

La regulación respecto al diseño de las centrales nucleares, su construcción, la puesta en marcha y opera-ción se otorgaron caso por caso, mediante las condiciones de la autorización, que incluían la aplicación delas normas vigentes en el país de origen de cada tecnología utilizada. Como resultado de este proceso, lascentrales tenían las características, estructuras, sistemas y componentes análogos a los que habían sidoaprobados por las respectivas autoridades nacionales de seguridad. El proceso de asimilación de conoci-miento que se produjo y la participación en los trabajos de organismos internacionales como la AgenciaInternacional de Energía Atómica, OIEA, y la Agencia de Energía Nuclear de la OECD, condujeron a lacreación en 1980 del Consejo de Seguridad Nuclear, CSN, como organismo responsable de la seguridadnuclear y la protección contra la radiación. Se trata de una institución independiente de la Administracióndel Estado entre cuyas funciones figuran: el control y vigilancia de las instalaciones nucleares y radiactivas,tanto las de generación eléctrica como las dedicadas a usos médicos, industriales o de investigación, dis-poner de capacidad de respuesta ante cualquier incidente nuclear o radiológico y realizar y promover pla-nes de investigación en materia de seguridad nuclear y protección radiológica. También es responsable deelaborar informes para el Congreso de los Diputados y el Senado sobre sus actividades de vigilancia o con-trol, y desarrollar la función de informar a los ciudadanos.

Con respecto a la legislación, el CSN propone al Gobierno las reglamentaciones en materia de seguridadnuclear y protección radiológica, proponiendo la normativa necesaria para adecuar la legislación nacional a lainternacional, especialmente a la derivada de las directivas de la Unión Europea. Además, colabora y participaen grupos de trabajo de organismos internacionales competentes en materia de seguridad para comparar laregulación nacional con la de otros países, intercambiando experiencias para poder anticipar nuevos desarro-llos, asegurando en todo momento la actualización de los procedimientos utilizados para conseguir un nivelde seguridad tan alto como sea posible y manteniendo el conocimiento especializado de que se dispone.

En el área de la seguridad uno de los retos actuales es la necesidad de conseguir una armonización inter-nacional de las distintas normas y regulaciones existentes en todos los países. La Agencia Internacionalde Energía Atómica, OIEA, dependiente de las Naciones Unidas, esta encargado de impulsar los usospacíficos de la tecnología nuclear, mantener un régimen de seguridad global y desarrollar actividadespara verificar que las instalaciones, materiales y tecnologías nucleares son utilizados exclusivamentepara usos pacíficos de acuerdo con el Tratado Internacional de no Proliferación de Armas Nucleares.Los países que han firmado este tratado participan en los acuerdos de salvaguardias que permite a losinspectores del OIEA realizar inspecciones, vigilar y verificar las instalaciones nucleares nacionales paracomprobar sus condiciones de operación.

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Las radiaciones ionizantes y los materiales radiactivos aparecen de manera natural en el medioambien-te que se encuentra sometido a sus efectos. La energía nuclear a diferencia de otras fuentes energéti-cas emite radiación ionizante por lo que el interior de los reactores nucleares es altamente radiactivodando lugar a una serie de residuos procedentes del combustible gastado y de los materiales estruc-turales que, como se ha visto en el apartado anterior, son una causa de riesgo y deben ser controla-dos adecuadamente. La posibilidad de accidentes en las centrales, la manipulación de isótopos en eldesarrollo de aplicaciones y la operación de las instalaciones nucleares, pueden ser también una posi-ble fuente de riesgo radiactivo y causar efectos perjudiciales sobre la salud de las personas y para elmedioambiente. Acontecimientos recientes han dado lugar a un aumento de la preocupación sobrelos riesgos asociados al transporte de materiales nucleares, la protección de las instalaciones frente alos ataques de grupos terroristas y el riesgo de proliferación ligado a que durante el proceso de trans-ferencia de tecnología nuclear para el desarrollo de aplicaciones industriales se produzca una utiliza-ción indebida de la misma

La seguridad nuclear y la protección radiológica tienen como objetivo controlar los riesgos asociadosa las instalaciones nucleares que son todas aquellas en las que se producen, procesan, utilizan, mani-pulan o donde se depositan definitivamente los materiales radiactivos. La Seguridad agrupa un conjun-to de disposiciones técnicas y medidas organizativas para prevenir accidentes y limitar sus efectos,relacionadas con el diseño, construcción, funcionamiento, operación y desmantelamiento de las insta-laciones para producción de energía, las que incluyen fuentes de radiación ionizante y el transporte demateriales radiactivos, La Protección tiene como objetivo impedir o reducir los efectos perjudiciales delas radiaciones sobre las personas mediante regulaciones, procedimientos, medios de prevención y vigi-lancia. La investigación en estas áreas trata de cuantificar y comprender los riesgos de la radiación ycuales son los niveles que se producen en el medio ambiente o en los puntos de trabajo que puedenconsiderarse seguros.

4Seguridady protección

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Horizonte 2010

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Todos los temas propuestos dentro de este área se desarrollarán antes del 2010, el horizonte máscercano de todos los contemplados en este estudio. Son temas evaluados globalmente como muyimportantes y cuya realización presenta un gran atractivo para el sector. Los dos temas consideradoscomo más importantes y atractivos están relacionados con los procedimientos necesarios para el licen-ciamiento de las instalaciones nucleares y la legislación para el transporte de residuos.

Las compañías dedicadas a la generación de energía necesitan contar con un marco estable regulato-rio y legislativo en el que poder enmarcar sus estrategias para la construcción de nuevas centrales, pla-nificando las fuertes inversiones necesarias. Los costes de construcción de las centrales en los años 80y primeros de los 90 resultaron más elevados de lo previsto por una combinación de retrasos en la eje-cución del proyecto debidos a cambios regulatorios, que llevaron a la introducción de modificacionessobre el diseño original, problemas en la gestión del proceso de construcción, la evolución del cambiodel dólar y el precio del dinero. Esta situación, junto con las decisiones políticas asociadas a la obten-ción de licencias para poner en marcha nuevas centrales, los problemas causados por la existencia deoposición local a la construcción, han sido la causa de retrasos en los plazos de ejecución de los pro-yectos y, en algunos casos, de su cancelación definitiva.


32 Estandarización de los procesos reguladores y administrativos parareducir los tiempos de licenciamiento de las plantas y otras instalaciones 3,7 3,1 2010nucleares

28 Armonización de la legislación y de la normativa internacional vigentespara el transporte y almacenamiento de residuos 3,6 2,9 2010

30 Desarrollo de un sistema internacional único de salvaguardias parareducir el riesgo de proliferación asociado a todo el ciclo de combustible 3,6 2,8 2010

31 Fortalecer el papel del OIEA en su función como garante de lassalvaguardias, dotándole de la máxima autoridad para desarrollar las 3,6 2,6 2010inspecciones necesarias

29 Utilización generalizada de métodos probabilísticos para el análisis deriesgos en la toma de decisiones asociadas al ciclo de combustible 3,2 2,9 2010


32 Estandarización de los procesos reguladores y administrativospara reducir los tiempos de licenciamiento de las plantas yotras instalaciones nucleares

SocialesPosición 3 3

Atractivo 4 4

Las instalaciones nucleares requieren para iniciar y mantener su funcionamiento una licencia y una seriede autorizaciones concedidas a la empresa responsable de la explotación, enmarcadas dentro los lla-mados procesos regulatorios, que le asignan una serie de obligaciones a las que debe hacer frente. Asíen el caso de una central nuclear se necesita autorización previa o de emplazamiento, de construcción,de explotación, y de desmantelamiento, requiriendo, en su caso, ser autorizado para almacenar tempo-ralmente las sustancias nucleares y para el cambio de titularidad.

La importancia de este proceso regulador que garantiza la seguridad, radica en que repercute sobre eltiempo de construcción, y por tanto, sobre la competitividad económica de la energía nuclear.Cualquier modificación efectuada sobre el diseño de la planta, en función de nuevos conocimientos ydesarrollos tecnológicos, esta sujeta también a este proceso regulador por lo que la legislación y la nor-mativa aplicable en cada momento influyen decisivamente sobre los costes y planes de financiación.

Los problemas de la regulación aplicable en cada momento y sus modificaciones junto con los plazosnecesarios para informar a la población y obtener las autorizaciones necesarias, crean una incertidumbresobre el desarrollo del proceso que influye sobre las empresas que deben abordar la decisión sobrenuevas construcciones.

La repercusión de estas decisiones se refleja en el desarrollo de condiciones para facilitar la operacióna largo plazo de las centrales, citado anteriormente. Las centrales españolas han incrementado supotencia eléctrica en 574,44 MWe desde 1990, un aumento del 8,2 % sobre la inicialmente progra-mada.

Estudios basados en modelos computacionales para la simulación de plantas o sobre el comportamien-to del mercado, elaborados para investigar la generación de electricidad, permiten analizar los efectosde las fases y plazos de construcción de una central nuclear sobre los costes finales, contribuyendo aaumentar la confianza de las compañías en el retorno de las inversiones necesarias. Estos modelos deanálisis económico para calcular los costes de generación eléctrica en un mercado competitivo, permi-ten evaluar también el alcance de las posibles reducciones que se podrían conseguir, indicando comola resolución de las incertidumbres asociadas a la regulación, los permisos de construcción y opera-ción permitirían a las centrales nucleares condiciones de financiación iguales, en coste de capital, y sercompetitivas con las centrales de carbón pulverizado o las de gas en ciclo combinado.

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revisión que permitan establecer especificaciones para cada uno de los modos, facilitando la estabili-dad de la regulación.

El transporte de materiales radiactivos está considerado como un subgrupo de los materiales peligro-sos sobre el que existe amplia experiencia basada en la seguridad y razones técnicas que han permiti-do el desarrollo de regulaciones internacionales con amplia aceptación.

Dado que el transporte de estos materiales es una actividad esencial a nivel mundial su seguridad estambién un objetivo de importancia internacional. Desde 1961 el OIEA desarrolla un papel relevantepara conseguir una aproximación internacional de la regulación del transporte de materiales radiacti-vos consultando y colaborando con las autoridades competentes de los Estados Miembros y las orga-nizaciones internacionales implicadas.

En 1999 la Diplomatic Conference on the Joint Convention of the Safety of Spent Fuel Management and onthe Safety of Radioactive Waste Management, adoptó una resolución en la que se invitaba al OIEA, encolaboración con los órganos competentes de las Naciones Unidas y las organizaciones especializadas,a revisar continuamente las regulaciones existentes sobre seguridad en el transporte transfronterizo demateriales radiactivos. El objetivo es desarrollar una aproximación internacional que permita incorpo-rar los requerimientos sobre materiales radiactivos en los requisitos regulatorios modales internacio-nales, UN Model Regulation, mediante la publicación de una serie de documentos específicos para eltransporte marítimo, aéreo, por ferrocarril o por carretera.

Con respecto a los residuos, a pesar del consenso existente entre los expertos sobre la viabilidad delconcepto de almacenamiento geológico profundo, las decisiones al respecto se retrasan y una parteimportante de la opinión pública se opone radicalmente a su implantación. Las autoridades regulado-ras tienen un importante papel para justificar la seguridad de un enterramiento profundo cooperandocon todas las partes implicadas para aumentar la confianza en las soluciones tecnológicas.

En enero de 2003 la Comisión Europea ha propuesto dos nuevas Directivas sobre la seguridad nuclear yla gestión de residuos nucleares que constituye el llamado “Paquete Nuclear”. El tratado de Euratomcontiene normas sobre la operación de las instalaciones y la utilización de materiales nucleares perono señala normas sobre seguridad en el ámbito legislativo. La Comisión reconociendo el excelentenivel de seguridad nuclear existente en la UE fija como objetivo disponer de una aproximación con-junta superando las perspectivas nacionales para garantizar este mismo nivel en la Europa de los 25.

El ”Paquete Nuclear” trata de armonizar las diferentes aproximaciones nacionales en seguridad y ges-tión de residuos para asegurar el máximo nivel de protección posible a la población, los trabajadoresy el medio ambiente en todos los países de la Unión. Esta propuesta de Directiva sobre los residuosde alta actividad favorece su enterramiento como la solución técnica más segura en el estado actualde los conocimientos y pide a los Estados Miembros que establezcan programas nacionales de alma-cenamiento de residuos radiactivos, incluyendo el almacenamiento geológico. Esta propuesta implicacrear una estrategia para la gestión de los residuos y establece soluciones de cooperación entre los

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La NRC, Organismo regulador de los Estados Unidos, ha adoptado nuevos procedimientos para ellicenciamiento de las centrales nucleares basándose en las “lecciones aprendidas” en el proceso delicenciamiento de las plantas actualmente en operación. El nuevo proceso adoptado permite contarcon un sistema regulador estable en el que, sin comprometer la seguridad ni limitar los procesos deconsulta pública establecidos, es posible buscar soluciones a los problemas de diseño y emplazamien-to. Junto con la certificación, este proceso permite solicitar los permisos previos para un posible empla-zamiento antes de iniciar los trámites necesarios para el licenciamiento, y gestionar licenciascombinadas de construcción y evaluación. El desarrollo de guías técnicas para evaluar y seleccionaremplazamientos potenciales y preparar las solicitudes, junto con el soporte técnico necesario para ana-lizar las distintas fases de construcción y licencia de operación forman parte de este nuevo proceso.

Los resultados de los programas de I+D han permitido incorporar al proceso de licenciamiento losdatos y la documentación disponibles sobre el diseño, la construcción y el funcionamiento de las cen-trales. El desarrollo de sistemas avanzados para la gestión de información permite manejar las bases dedatos conteniendo información sobre parámetros físicos analíticos y de licenciamiento de todas lascentrales, que pueden ser analizados conjuntamente como una única base de datos. Combinando lasposibilidades de las bases de datos relacionales con las herramientas de búsqueda es posible realizaruna gestión más rápida y menos costosa de toda la información necesaria para obtener nuevos per-misos.

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28 Armonización de la legislación y de la normativa internacional Posición 3 3vigentes para el transporte y almacenamiento de residuos Atractivo 3 3

Sociales

Desarrollar una aproximación internacional para la metodología del transporte de materiales radiacti-vos es una medida tendente a evitar los riesgos y minimizar las consecuencias de los potenciales acci-dentes, contribuyendo así al desarrollo del sector al facilitar el cumplimiento de la legislación y laarmonización de los distintos procedimientos utilizados.

Se favorece también la evaluación de la información disponible como resultado de los distintos pro-yectos de investigación, los programas internacionales y la experiencia internacional contribuyendo amantener el marco regulatorio, reduciendo las complejidades operativas y eliminando los requisitosinnecesarios.

Las distintas organizaciones modales, es decir competentes en los transportes por tierra, mar y aire,deben incorporar en sus requisitos operativos las regulaciones específicas para los materiales radiacti-vos. Claramente los cambios deben basarse en la evaluación de los riesgos a través de procesos de

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La ciencia y la ingeniería nuclear han contribuido al desarrollo de tecnologías, métodos y equipos quehan tenido repercusiones muy importantes en otros campos proporcionando soluciones técnicas capa-ces de resolver necesidades concretas. Nuevos materiales, desarrollo de instrumentación, sistemas dedetección, capacidades y conocimientos han podido ser utilizados por la industria y los laboratorios ennumerosas aplicaciones. La física nuclear es hoy un campo de investigación básica y aplicada que hapermitido desarrollar técnicas para la utilización de los radisótopos en industria y medicina, el desarro-llo de aceleradores para aplicaciones terapéuticas e industriales, la propulsión naval o de naves espa-ciales y podrá jugar un papel importante en el desarrollo de tecnologías energéticas emergentes comoel desarrollo del vector hidrógeno.

Estos efectos positivos de la energía nuclear en otros sectores tecnológicos y científicos, y los benefi-cios externos, se recogen en estos dos temas seleccionados por el Panel de Expertos.

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distintos estados sin que ninguno esté obligado a aceptar los residuos de otros. Conseguir este tipode acuerdos podría abrir vías de cooperación mediante la posibilidad de establecer repositorios regio-nales en lugar de que cada país tenga uno en su territorio. Esto permitiría disponer de un número redu-cido de centros, mejorando la seguridad a largo plazo con importantes repercusiones económicas. Sinembargo, esta posibilidad cuenta con una importante oposición, tanto política como de la opiniónpública.

La controversia sobre estas Directivas con respecto al calendario de adopción y la flexibilidad para dis-poner de los depósitos definitivos, el carácter obligatorio o no de la legislación y el desarrollo de lasinspecciones necesarias está siendo revisado actualmente por la Comisión.


34 Desarrollo de aceleradores para la producción de isótopos con alto valorañadido para su utilización en la medicina y la industria 3,5 2,7 2010

33 Utilización práctica de reactores nucleares de alta temperatura para laproducción de hidrógeno a partir del agua 3,5 2,6 2011–2020

El más atractivo a corto plazo esta relacionado con el desarrollo de aceleradores para la producciónde radisótopos con aplicaciones de interés industrial o médico. El otro tema, en un horizonte más leja-no aborda el papel que puede jugar la energía nuclear para la producción de hidrógeno en grandescantidades a precios competitivos, contribuyendo al desarrollo de una nueva economía energética.

5Otras apliaciones

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Dentro del campo de la industria, las aplicaciones de los radisótopos son muy numerosas y se han con-vertido en una importante herramienta de trabajo por las ventajas que presentan en numerosos pro-cesos industriales Las aplicaciones de los radisótopos en la industria se basan en la interacción de laradiación con la materia que da lugar a fenómenos de absorción y dispersión, cuya caracterización pro-porciona información sobre el material, o utilizarse como trazadores para seguir su propagación o sucomportamiento mediante la detección de la radiación emitida. La ionización causada por la radiaciónpuede utilizarse también para alterar las propiedades físicas y químicas de los materiales, aprovechan-do las modificaciones que se producen. En función de la actividad la radiación emitida se puede apli-car para la esterilización de materiales, eliminación de la electricidad estática, producción de materialesluminiscentes, construir detectores de humo, etc.

Los isótopos juegan también un importante papel en la agricultura donde las técnicas de esterilizaciónde insectos mediante mutaciones inducidas por radiación constituyen una alternativa a los insecticidasquímicos ocasionando menores efectos medioambientales. También se utilizan estas técnicas para pro-ducir semillas con mejores propiedades y para su conservación mediante la eliminación de organismoscausantes de enfermedades. Otra aplicación muy interesante es evaluar la eficacia de los abonossiguiendo, mediante radisótopos, los procesos de absorción y fijación del nitrógeno.

También se han desarrollado técnicas utilizando la radiación para el tratamiento de alimentos y su con-servación, analizando sus ventajas e inconvenientes en comparación con los procedimientos median-te calor o congelación.

Por otra parte, el desarrollo de los aceleradores y de los sistemas de detección asociados tienen otrasmuchas aplicaciones, como el análisis de estructuras biológicas, creación de terapias basadas en la des-trucción selectiva de células malignas mediante partículas de masa y energía adecuadas obtenidasmediante un acelerador, el desarrollo de procesos para fabricación de nuevos materiales y aleaciones,la microelectrónica, aplicaciones en la caracterización de objetos arqueológicos o el análisis de mues-tras en pequeñas cantidades.

Las tecnologías desarrolladas en la construcción de los aceleradores ha impulsado el campo de losmateriales superconductores, la criogénica, tecnologías de alto vacío, sistemas de detección ultrarrápi-da, la computación científica o la WWW como un sistema para gestión y acceso a la información.

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Los aceleradores de partículas han jugado un papel muy importante en el desarrollo de la física nucle-ar como instrumento para estudiar la estructura de la materia y las fuerzas nucleares. Pero además deutilizar los haces de partículas producidos en los aceleradores para la exploración del núcleo, se des-arrollaron desde el principio de su historia para aplicación en la producción de isótopos de distintoselementos buscando áreas en donde utilizar sus propiedades.

Los isótopos empleados en aplicaciones industriales y médicas se pueden generar en los reactoresnucleares por bombardeo neutrónico. Para ello se introduce un determinado material en el núcleo delreactor donde mediante una reacción nuclear de captura neutrónica se producen los isótopos radiac-tivos correspondientes al material irradiado. También es posible crear isótopos utilizando un acelera-dor que permita bombardear con partículas de masa y energía determinadas un material. El control dela velocidad de las partículas y la selección del blanco permiten el desarrollo de reacciones nuclearesque den lugar a los productos elegidos, controlando también su periodo de desintegración y la ener-gía que emiten.

Estas ventajas de los aceleradores son importantes en ciertos casos, como en medicina, donde ha sidoposible desarrollar aplicaciones basadas en isótopos específicos para determinados tratamientos que,al tener un periodo más corto y emitir menor radiación, implican además menor riesgo de irradiaciónpara el paciente y para el personal que tiene que aplicarlo.

El desarrollo de aplicaciones para los isótopos ha dado lugar a la Medicina Nuclear. Los isótopos sepueden utilizar directamente o bien incorporándolos a una sustancia adecuada como pueden ser pro-teínas, hormonas o compuestos orgánicos, marcándola para efectuar su seguimiento. El isótopo per-mite así el examen del funcionamiento de distintos órganos del cuerpo, visualizando sus funciones y elestudio de procesos en tiempo real, como la circulación cardiaca.

La radioterapia es una especialidad médica, que se ocupa del tratamiento de determinadas enferme-dades, fundamentalmente oncológicas, por medio de radiaciones ionizantes. La fuente radiactiva puedecolocarse en el interior del cuerpo humano dentro de los tejidos o en contacto directo con ellos, oser utilizada externamente, aprovechando la radiación que emite. La irradiación externa puede reali-zarse también mediante aceleradores.


34 Desarrollo de aceleradores para la producción de isótoposcon alto valor añadido para su utilización en la medicinay la industria

EconómicasPosición 2 2

Atractivo 3 3

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Actualmente, el consumo mundial de hidrógeno es de 50 millones de toneladas anuales y la mayoríase obtiene mediante reformado de vapor de gas natural, transformando el metano en hidrógeno, pro-ceso en el que se emite CO2. Una pequeña cantidad se obtiene por electrólisis del agua, descompo-niéndola directamente en hidrógeno y oxígeno mediante una corriente eléctrica.

Lo que se denomina “Economía del Hidrógeno” se basaría en una amplia producción y utilización delhidrógeno como base de un nuevo sistema energético para el transporte y la generación eléctrica sus-tituyendo a los hidrocarburos. Sin embargo, ninguna de las tecnologías actuales es competitiva parapoder utilizar el hidrógeno como vector energético y se necesitarían mejoras importantes en cuantoa coste y rendimiento basados en el desarrollo de programas de I+D multidisciplinares. Aunque lasposibilidades son muy interesantes, su puesta en marcha necesita un largo proceso de investigaciónbásica en temas como catálisis, nanomateriales o separación de gases, además de desarrollos tecnoló-gicos dirigidos a conseguir reducir los costes actuales de producción, tecnologías avanzadas para sualmacenamiento, sistemas para la distribución y tecnologías de uso final. Paralelamente, se necesitannormas y códigos para abordar los temas relacionados con la seguridad y una campaña de educaciónque permita al público conocer las ventajas de los sistemas energéticos basados en el hidrógeno,donde se debería incluir la aceptación de la opción nuclear como proceso de producción, en el casode demostrarse su viabilidad.

La energía nuclear podría producir hidrógeno mediante dos procesos:

· Electrolisis a altaa temperaaturaaEl agua podría separarse directamente en hidrógeno y oxígeno mediante procesos que requie-ren temperaturas de 2500 ºC. La imposibilidad de conseguir estas temperaturas hace que seutilice la energía eléctrica para romper los enlaces entre ambas moléculas. Mediante este pro-ceso de electrolisis se produce actualmente el 4% del hidrógeno mundial, pero solo es eco-nómicamente viable para precios de kWh muy baratos o cuando es necesario obtener unaalta pureza. Se necesitan entre 40 y 50 kilovatios hora para producir un kilogramo de hidró-geno.

La electrolisis de alta temperatura se basa en añadir parte de la energía necesaria para des-componer el agua en forma de calor en vez de hacerlo como electricidad, lo que reduce elconsumo global de energía y mejora la eficiencia del proceso. Con esta tecnología, se espe-ra conseguir eficiencias de conversión térmica del 40 al 50% aunque se necesitan desarrollarelectrodos adecuados y otros materiales resistentes a la corrosión para conseguir alcanzar lafase de demostración.

· TermoquíímicaaLo que se trata es de conseguir la termólisis, la separación del agua en hidrogeno y oxigenodirectamente a menores temperaturas mediante una serie de reacciones químicas utilizandocatalizadores para controlar su desarrollo. Se están estudiando distintos compuestos químicospara determinar su temperatura de operación y conseguir que funcionen en ciclo cerrado, es

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Este tema se refiere al desarrollo de tecnologías que permitan demostrar la viabilidad económica dela producción de hidrógeno en grandes cantidades mediante energía nuclear. El Panel de Expertos haconsiderado este tema muy atractivo por las oportunidades que ofrece, a pesar de que la posiciónnacional es inexistente, tanto por la falta de conocimientos científicos y tecnológicos como de capaci-dad industrial.


33 Utilización práctica de reactores nucleares de alta temperatura Posición 1 1para la producción de hidrógeno a partir del agua Atractivo 3 3

TecnológicasEconómicas

El hidrógeno es el elemento más ligero y abundante existente en el universo aunque no se encuentraen estado natural en la Tierra por lo que es necesario producirlo y por tanto consumir energía. Se tra-taría de utilizarlo como vector energético, al igual que actualmente la electricidad, pero con la ventajade almacenarse mejor y que su combustión solo produce agua y calor. Esto hace que el hidrógenopodría ser utilizado para almacenar, transportar y utilizar la energía mediante distintas tecnologías congran eficiencia, sin generar residuos ni contribuir a las emisiones de gases relacionados con el efectoinvernadero.

Actualmente el hidrógeno se emplea para la fabricación de fertilizantes y en algunas aplicaciones comoaditivo para mejorar el rendimiento de combustibles para automoción de baja capacidad calorífica. Sehan desarrollado motores de combustión interna para automoción que utilizan hidrogeno en lugar degasolina o gas, existiendo varios prototipos en fase de demostración.

Una tecnología emergente es la utilización del hidrógeno en una pila de combustible para producircalor y electricidad. La pila de combustible es un dispositivo que genera electricidad mediante una reac-ción química, combinando directamente el hidrógeno con oxigeno del aire, produciendo solo aguacomo residuo. Actualmente se emplean ya para generar electricidad en instalaciones industriales ydomésticas en aplicaciones especificas.

Las pilas de combustible se podrían también utilizar en automoción ya que se consiguen eficiencias delorden del 45%, lo que unido a las ventajas medioambientales, hace que la mayoría de los grandes fabri-cantes de automóviles hayan desarrollado diversos prototipos que están en fase de demostración,planteándose iniciar la comercialización antes del 2010. Sin embargo, quedan por resolver problemasde costes, fiabilidad y tiempo de funcionamiento así como la necesidad de producir el volumen dehidrógeno necesario y desarrollar la infraestructura para su distribución.

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Las reacciones de fusión se producen cuando los núcleos de elementos ligeros, como el hidrógeno oalguno de sus isótopos, se aproximan lo suficiente para unirse dando lugar a un núcleo de otro ele-mento más pesado y desprendiendo gran cantidad de energía. Como los núcleos tienen la misma cargase repelen por lo que es necesario calentarlos a temperaturas muy elevadas para que adquieran la sufi-ciente energía cinética que le permita vencer esa repulsión. En estas condiciones de temperatura lamateria se encuentra en un estado denominado plasma, un gas muy ionizado formado por electrones,iones y núcleos, en el que se desarrollan las reacciones de fusión,.

El concepto del reactor de fusión se basa en mantener un plasma en las condiciones de densidad ytemperatura adecuadas durante el tiempo necesario para que se produzcan reacciones de fusión ennumero suficiente para que se emita más energía que la gastada para crear, calentar y confinar el plas-ma. El parámetro que mide lo cerca que se está de alcanzar las condiciones de un reactor es el deno-minado “triple producto”, resultado de multiplicar la densidad del plasma por la temperatura iónica ypor el tiempo de confinamiento, que es el tiempo que tardaría en perder un 60% de su contenidoenergético al desaparecer la fuente utilizada en el calentamiento.

Resolver la cuestión de cuando se podrá utilizar la Fusión como fuente de energía es uno de los temasde mayor interés científico y tecnológico para la comunidad internacional. Pese a que desde los años60 el “triple producto” en los experimentos de fusion ha crecido de forma exponencial, la realidad esque la meta, inicialmente prevista a corto plazo, se ha ido deslizando en el tiempo, ante la necesidadde contar con mayores conocimientos sobre el plasma, y la consecución de las condiciones de densi-dad y temperatura necesarias para la generación de energía.

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decir que los reactivos puedan regenerarse y reciclarse consumiendo solo agua. Podría con-vertirse en una tecnología barata capaz de producir hidrógeno en grandes cantidades, lo quedependerá de los productos necesarios y la temperatura de operación.

Las temperaturas necesarias para el desarrollo de ambos procesos estarían comprendidasentre 700 y 1.000 ºC por lo que los reactores nucleares actuales de agua ligera, con tempe-raturas de operación en torno a 350 ºC, no podrían utilizarse, aunque sí lo serían algunos dise-ños avanzados basados en otros refrigerantes. A finales de 1998 entró en funcionamiento enJapón un prototipo de reactor de 30 MWt de alta temperatura refrigerado por helio conmoderador de grafito, el HTTR, High Temperature Engineering Test Reactor. Su temperatura deoperación es de 850 ºC, aunque puede alcanzar los 950 ºC, lo que permite desarrollar pro-cesos termoquímicos para la producción de hidrógeno

Los reactores pertenecientes a la Generación IV, están diseñados para funcionar a tempera-turas superiores a los 700 ºC por lo que se están estudiando las posibilidades de utilizarlosacoplados a una planta termoquímica. También podrían utilizarse para el proceso de electro-lisis de alta temperatura empleando el calor del reactor y aprovechando su mayor eficienciade conversión eléctrica.

La viabilidad tecnológica y económica de estos desarrollos necesita determinar la eficienciaglobal de todos los procesos que intervienen y su optimización, así como el análisis de los pro-blemas de seguridad que supondría acoplar una planta nuclear a la zona de producción quí-mica de hidrógeno.

También hay estudios previos sobre la viabilidad para utilizar el calor de los reactores nuclea-res en el proceso de reformado de metano que podría resultar más económico que el pro-cedimiento empleado actualmente. La energía nuclear serviría de apoyo al proceso dereformado, reduciendo el consumo de gas necesario y por tanto disminuiría las emisiones.

La iniciativa “Nuclear Hydrogen”, que forma parte del programa Generación IV, es un progra-ma para desarrollar programas de I+D sobre procesos termoquímicos y materiales resisten-tes a la corrosión y al calor, junto con tecnologías que permitan el desarrollo de plantas pilotopara demostrar la viabilidad de la producción de hidrógeno mediante energía nuclear a granescala y sin emisiones de gases ligados al efecto invernadero.

6Fusión

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El confinamiento inercial es un concepto radicalmente distinto para conseguir la energía de fusión queesta en una etapa de desarrollo científico similar al confinamiento magnético. Sin embargo la viabilidadtecnológica para demostrar una ganancia de energía significativa y las dificultades para conseguir undiseño de reactor requieren vencer numerosas dificultades.

Los temas considerados más relevantes están relacionados con el confinamiento magnético que es dondeactualmente se han conseguido los mejores resultados experimentales. Con respecto al confinamientoinercial, el 13% de las respuestas considera que “Nunca” se realizará. Esta opinión debe ser matizada en elsentido de que no existe una colaboración internacional en el campo inercial para desarrollar programasde I+D, similar a la desarrollada en el caso del confinamiento magnético, lo que dificulta estimar el tiem-po de realización.

Horizonte 2021-2030

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Durante los últimos años la construcción de una serie de dispositivos experimentales para investigardistintos aspectos de los procesos físicos ligados a la producción, calentamiento y confinamiento delplasma, unidos a los desarrollos tecnológicos realizados, han conseguido demostrar la viabilidad cientí-fica de la producción de energía de fusión en el laboratorio. Se dispone por tanto del conocimientocientífico–técnico suficiente para poder abordar la construcción del primer reactor experimentaldonde demostrar la viabilidad tecnológica y económica de la fusión termonuclear como una fuente deenergía capaz de cubrir la demanda esperada.


36 Desarrollo de fuentes de calentamiento de plasma para alcanzarregímenes de reactor de fusión 3,7 2,7 2021-2030

38 Operación de un reactor comercial de fusión 3,7 2,4 > 2030

37 Desarrollo de materiales de baja activación (que puedan serreciclados tras aproximadamente 100 años o menos) para su uso en 3,6 2,7 2021–2030reactores de fusión

35 Operación de un dispositivo de Fusión con Q > 10 3,6 2,8 2021–2030

39 La fusión por confinamiento magnético proporciona una partesignificativa de la demanda energética 3,6 2,7 > 2030

40 Desarrollo de sistemas de confinamiento inercial para el confinamientodel plasma y su aplicación a la producción de energía 3,3 2,3 > 2030

Las investigaciones actuales utilizan dos métodos para confinar el plasma y conseguir reproducir en lalaboratorio las reacciones de fusión, el confinamiento magnético y el inercial.

El confinamiento magnético se basa en utilizar distintas configuraciones de campos magnéticos paramantener las partículas cargadas del plasma en una cámara lejos de las paredes y calentarlo mediantefuentes externas de energía. En el confinamiento inercial el combustible se encuentra en una cápsulade pocos milímetros de diámetro que se comprime y calienta depositando una gran densidad de ener-gía sobre su superficie en un tiempo muy corto. Se trata de conseguir las condiciones adecuadas dedensidad y temperatura antes de que se empiecen a mover los núcleos. La energía proviene de unlaser con longitud de onda y energía adecuadas o de un acelerador de partículas pesadas.


36 Desarrollo de fuentes de calentamiento de plasma para Posición 2 1alcanzar regímenes de reactor de fusión Atractivo 3 3


La reacción de fusión más sencilla de reproducir en el laboratorio es la de deuterio-tritio, isótopos delhidrógeno, que produce un núcleo de helio y un neutrón junto con una gran cantidad de energía. Iniciarlas reacciones de fusión requiere calentar el combustible a temperaturas del orden de entre 100 y 150millones de grados centígrados. Además, el plasma debe mantenerse confinado por los campos magné-ticos evitando que los átomos y electrones del plasma se separen y se enfríen deteniendo la reacción.

Para conseguir las temperaturas necesarias se utilizan fuentes externas de energía que deben ser capa-ces de inyectar en el plasma potencias de 20 MW durante varios segundos. Actualmente estas fuentesexternas son dispositivos que generan ondas de radiofrecuencia, en el rango de 20 a 200 GHz o entre20–200 GHz, o inyectores de haces de átomos neutros de alta energía que atraviesan los campos mag-néticos y depositan su energía en el interior del plasma.

El objetivo de un reactor es conseguir un dispositivo que genere más energía a partir de las reaccio-nes de fusión que la que es necesario gastar en confinar y calentar el plasma. El camino para conseguirestos objetivos científicos–tecnológicos pasa por las siguientes etapas:

· Rupturaa (breaakeven)cuando la energía total de fusion producida por el plasma sea igual a la energía introducida enel mismo desde el exterior, relación que se conoce como factor Q. Este valor se obtuvo porprimera vez en 1997 en el laboratorio.

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Los materiales que se están analizando para ser utilizados en las paredes del reactor son aleaciones devanadio, compuestos de carbono y silicio o determinados tipos de aceros. Las dificultades para su fabri-cación hacen que el desarrollo de estos materiales para formar parte de los componentes del reactorsea uno de los puntos más importantes para el diseño de las futuras plantas de fusión. Se necesita dis-poner de datos experimentales sobre su comportamiento frente a la radiación, resistencia mecánica,fiabilidad, disponibilidad y mantenimiento, así como elaborar los procesos de fabricación y soldaduranecesarios.

Existe un proyecto para la construcción de una instalación denominada International Fusion MaterialsIrradiation Facility, IFMIF, para ensayos de los posibles materiales que podrían utilizarse en condicionesde irradiación neutrónica cercanas a las de un reactor de fusión. Su coste se estima en 1.000 millonesde euros y se desarrolla dentro de un proyecto de colaboración liderado por la IEA en el que partici-pan actualmente Canadá, China Japón, la Federación Rusa, USA y la Unión Europea.

La situación en la que nos encontramos en nuestro país para la realización de este tema es compara-tivamente desfavorable a pesar de su gran atractivo. España esta haciendo poco en este terreno apesar de contar con conocimientos científicos para ello, mientras que hay laboratorios en otros paísesque están desarrollando importantes avances. Esta situación debe matizarse teniendo en cuenta la rela-ción típica con estos países en esfuerzo investigador, si en España se dedica a este tema 1 hombre año,en Alemania son 6 y en EE.UU. serían 20.

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· Ignicióón (ignition)cuando el plasma genera suficiente energía para mantener y desarrollar las reacciones defusión sin necesidad de fuentes externas de energía. Correspondería a valores de Q muy ele-vados y necesita su demostración en el laboratorio.

Hay que hacer notar que el cálculo de Q solo tiene en cuenta la energía exterior cedida al plasma,como radiofrecuencia o haces neutros, pero no intervienen la energía gastada en confinarlo ni el ren-dimiento de los sistemas de calentamiento.

Desde los años 50 en que comenzaron los programas de investigación en fusión se han alcanzadonumerosos avances en los valores de los parámetros de confinamiento y temperatura del plasma. Sehan construido dispositivos experimentales con diferentes configuraciones de campos magnéticos quehan permitido investigar los distintos aspectos de la fusión y como se comporta el plasma, además sehan desarrollado actividades en numerosas áreas tecnológicas avanzadas como superconductividad,materiales, producción de campos magnéticos de alta intensidad y fuentes de calentamiento.

La situación industrial en España en este campo es considerada desfavorable siendo algo mejor en elcaso del conocimiento científico. Esto refleja el estado de desarrollo actual en el que este tipo de fuen-tes calentamiento requieren grandes inversiones en I+D, y donde no existe todavía un mercado quejustifique su desarrollo. Sin embargo su atractivo es alto a largo plazo. Con respecto a la fecha de mate-rialización las respuestas se reparten entre los periodos 2011-2020 y 2021-2030 con porcentajes simi-lares, lo que proporciona una fecha “media” del 2022.


37 Desarrollo de materiales de baja activación (que puedanser reciclados tras aproximadamente 100 años o menos)para su uso en reactores de fusión

TecnológicasPosición 3 1

Atractivo 4 4

Los materiales que se utilicen en un reactor de fusión estarán sometidos a los efectos de altas temperatu-ras y al bombardeo por neutrones de alta energía procedentes de las reacciones, particularmente los queestén más próximos al plasma. Como consecuencia de ambos efectos, se produce una degradación mecá-nica de sus propiedades y se induce activación de los materiales debida al bombardeo neutrónico, cuyosefectos dependerán de la composición del material utilizado. Al igual que en el caso de la fisión los mate-riales que se utilicen en los reactores de fusión deben seleccionarse para asegurar un funcionamiento ade-cuado con un mínimo riesgo de exposición a la radiación para los trabajadores y el medio ambiente.

Actualmente se desarrollan investigaciones en física de materiales buscando que además de la resis-tencia a la radiación y la temperatura, presenten una baja activación al ser bombardeados con neutro-nes. De esta forma se consigue minimizar el volumen de los residuos al finalizar el periodo deoperación de la central.


35 Operación de un dispositivo de Fusión con Q > 10 EconómicasTecnológicas

Posición 3 2

Atractivo 3 2

Actualmente los resultados más prometedores, respecto a las condiciones necesarias para conseguirla fusión en el laboratorio, se han conseguido en una dispositivo toroidal de confinamiento magnéticodenominado tokamak. El dispositivo más avanzado en funcionamiento es el Joint European Torus, JET,un tokamak con un radio de 3 metros y un campo toroidal en la dirección del eje del plasma de 3.45Teslas, construido dentro del programa europeo de fusión operado conjuntamente por todos los esta-dos miembros, junto con Suiza y Suecia, y que se encuentra en Culham en Inglaterra. En 1997 el JETconsiguió demostrar la viabilidad científica de la fusión al conseguir producir 16 MW de potencia enuna mezcla de deuterio y tritio, los valores más elevados que se han conseguido hasta la fecha.Externamente se inyectaron 25 MW para calentar el plasma lo que indica una relación del 65% entrela energía producida por las reacciones y la gastada en conseguir su desarrollo. Además de ser el pri-mer dispositivo en utilizar tritio como combustible la operación del JET ha permitido ensayar sistemasde manipulación a distancia para su operación.

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Horizonte máás alláá del 2030

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La magnitud del esfuerzo necesario para el siguiente paso ha llevado al proyecto ITER, InternationalThermonuclear Experimental Reactor, un tokamak en el que se espera demostrar la viabilidad científicay tecnológica de la fusión generando 500 MW térmicos en condiciones de operación cercanas a unaplanta comercial. El objetivo del ITER es producir al menos 10 veces más energía de fusión que la quese gasta en calentar el plasma. Se trata de aprovechar el conocimiento adquirido en los distintos dis-positivos experimentales donde se han conseguido los valores de densidad, temperatura y tiempo deconfinamiento del plasma necesarios para un reactor, implementando todos los desarrollos actuales enun mismo dispositivo.

También servirá para estudiar los problemas de ingeniería de un experimento de fusión en condicio-nes de ignición del plasma. Permitirá ensayar los desarrollos tecnológicos conseguidos en los compo-nentes críticos, incorporando imanes superconductores, componentes y materiales para la cámara devacío, junto con los dispositivos necesarios para el mantenimiento y la manipulación a distancia delcombustible y las estructuras radiactivas.

El coste previsto para el ITER es de 5.000 millones de euros y se tardará 10 años en su construcción.En este proyecto participan los países de la UE, junto con Japón, USA, Rusia, Canadá, Corea del Sur yChina.

Sin embargo el tokamak aunque viable científica y tecnológicamente podría no ser el diseño definiti-vo utilizado en una planta comercial de fusión. Su operación en modo pulsado, ya que la corrientedel plasma que se necesita para el confinamiento se obtiene actualmente de forma inductiva, y el aco-plamiento plasma–confinamiento, que limita y dificulta las posibilidades de operación, hacen que sesigan investigando otras configuraciones magnéticas alternativas. La más avanzada es el stellerator quees también un dispositivo de confinamiento magnético parecido al tokamak pero con un diseño dife-rente y que es capaz de operar en estado estacionario. España dispone de una instalación experimen-tal de esta tecnología, el TJ II instalado en el CIEMAT, que forma parte de las grandes instalacionescientíficas y tecnológicas estatales. También la Unión Europea y Japón mantienen proyectos de inves-tigación en este concepto alternativo para poder evaluar su competitividad respecto a los costes deun futuro reactor.

Finalmente, una aproximación alternativa para el reactor se basaría en utilizar los denominadoscombustibles avanzados que permitirían conseguir reacciones de fusión sin producción de neutrones.Sería así posible convertir directamente los productos de fusión en electricidad sin utilizar un ciclo tér-mico. La dificultad estriba en que la utilización de estos combustibles requiere densidades y tempera-turas muy elevadas, condiciones en las que aparecen problemas nuevos en el confinamiento delplasma, debidos al aumento en las pérdidas de energía por la radiación de frenado, proceso dominan-te a altas temperaturas.


38 Operación de un reactor comercial de fusión

39 La fusión por confinamiento magnético proporciona unaparte significativa de la demanda energética

Posición 3 2

Atractivo 3 4

Posición 2 1

Atractivo 3 4



En función de los resultados del ITER el siguiente paso será construir un prototipo de central de fusiónque se denomina DEMO; Demostration-Prototype Power Plant, para el que se estan analizando distintosdiseños conceptuales. Antes de su construcción habría que decidir cual es la configuración magnéticamás adecuada para el reactor en función de los distintos experimentos y desarrollos tecnológicos quese hayan conseguido.

Un reactor comercial de fusión necesitaría conseguir las condiciones para el quemado del plasma, loque corresponde a un factor Q superior a 30. En el caso de la reacción deuterio-tritio la energía seextrae del plasma capturando los neutrones producidos y usando su energía cinética para generar elec-tricidad a través de un ciclo térmico mediante turbinas de vapor.

A largo plazo la fusión se perfila como una opción capaz de cubrir la demanda energética en condi-ciones competitivas con otras opciones existentes, aunque conseguir su desarrollo no es fácil y habráque evaluar cuales son los costes finales de una planta. Durante la operación las reacciones de fusiónno producen gases de efecto invernadero ni productos radiactivos o tóxicos. Sin embargo, sí se pro-duce activación por neutrones en los materiales que componen las paredes internas del reactor, porlo que deberán ser tratados como residuos radiactivos o reciclados, en función de los avances conse-guidos en nuevos materiales, que se citaban en el tema 37 dentro del horizonte 2021-2030

La fusión sería intrínsicamente más segura que la fisión ya que no existe la posibilidad de una reacciónnuclear incontrolada, aunque fallasen todos los sistemas de seguridad. En un reactor de fisión el núcleoalmacena energía para funcionar durante largo tiempo, lo que obliga a diseñar sistemas de seguridadpara evitar accidentes. Sin embargo en el caso de los reactores de fusión solo tendrían combustiblepara funcionar durante pocos minutos ya que el combustible se repone continuamente.

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Una pérdida total del refrigerante apagaría el plasma y, al descender la temperatura, se detendrían lasreacciones de fusión sin afectar a las estructuras. Esto hace que, en caso de accidente, la emisión deproductos radiactivos al exterior sería muy pequeña. Estudios preliminares sobre las consecuencias deaccidentes graves por causas externas, terremotos o sabotaje, indican que no se producirían emisio-nes de radiactividad en niveles considerados peligrosos para la población.

La fusión no genera residuos radiactivos procedentes del combustible, aunque sí se producirían por laactivación que causarían los neutrones de las reacciones sobre los materiales estructurales del reactor.Como ya se ha indicado anteriormente, la posibilidad de utilizar materiales de baja actividad permitiríareducir considerablemente los riesgos al conseguir que la radiactividad desaparezca rápidamente encomparación con la fisión y no sería necesario pensar en un deposito profundo. Tampoco supone ries-go de proliferación ya que la fusion no genera materiales fisibles como uranio o plutonio.

Con respecto al coste queda por conocer su validación por la industria en función de los resultadosque se obtengan en la operación de ITER. Estos costes se basaran en el desarrollo de la física de lafusión, el desarrollo de materiales y las tecnologías necesarias de los que dependerá la densidad depotencia de la futura planta y su vida operativa. A pesar de las incertidumbres actuales las evaluacio-nes realizadas demuestran que la electricidad generada por fusión sería competitiva en los futuros mer-cados energéticos. Las proyecciones, realizadas en función de su opción para la reducción deemisiones, y los costes externos, como daños ambientales o efectos adversos sobre la salud, muestranque los costes serían comparables a los de otras fuentes y aseguran una parte del mercado a finalesde siglo.

Finalmente, la energía de fusión esta mejor considerada por la opinión pública que los reactores defisión. El Eurobarómetro 2002 al analizar las actitudes de la población europea frente a las posibilida-des futuras de la energía generada por fusión nuclear revela en primer lugar falta de información sobreel tema: Sin embargo, al responder a cuales podrían ser las mejores fuentes de energía en un plazode 50 años, atendiendo a criterios de eficacia, máximo de energía útil, la fusion nuclear viene en segun-do lugar detrás de las renovables, seguida del gas natural, la energía hidroeléctrica y la fisión nuclear.Una mayoría muy amplia de la población comunitaria, un 59% frente a un 6 %, está convencida de queharía falta seguir investigando mucho más para confirmar el potencial de la energía de fusión.

5Conclusiones

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Uno de los problemas más importantes que se plantea en el siglo XXI para la ciencia y la tecnologíaes conseguir cubrir la demanda de energía prevista para mantener el nivel de vida y el crecimiento eco-nómico, disminuyendo las emisiones relacionadas con el problema del cambio climático.

Las decisiones a tomar sobre política energética deben basarse en información sobre las previsionesde consumo estimadas para las próximas décadas, las tecnologías de generación existentes, su estadode desarrollo, su capacidad para cubrir la demanda y el desarrollo sostenible. Sus objetivos deben con-templar asegurar el suministro, diversificar las fuentes, disminuir la dependencia exterior y buscar unequilibrio entre desarrollo económico y la protección del medio ambiente.

Los estudios de prospectiva realizados desde 1998 por la fundación OPTI configuran un futuro basa-do en la diversificación energética mediante el empleo de las energías renovables, la implementaciónde tecnologías limpias para la utilización de combustibles fósiles, incorporando la captura y almacena-miento del dióxido de carbono, el desarrollo del vector hidrógeno y las pilas de combustible, junto conla eficiencia energética. El presente estudio analiza el papel de la energía nuclear como una opción exis-tente para cubrir las futuras necesidades de energía, que debe evaluarse junto con las restantes opcio-nes existentes, en función de criterios sobre capacidad de generación, costes, seguridad, eficiencia yefectos ambientales.

La figura presenta el horizonte temporal para el desarrollo de los temas que los expertos han consi-derado más relevantes en este estudio dibujando cómo puede ser el futuro del sector nuclear en fun-ción de la situación actual.

Conclusiones

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A corto plazo se configura un escenario en el que es necesario mejorar las redes de comunicaciónentre los técnicos del sector, el público y los responsables de la toma de decisiones para superar lamala percepción y el desconocimiento existente sobre la energía nuclear, mediante actividades queinformen sobre sus ventajas e inconvenientes respecto a otras tecnologías disponibles. La implantaciónde medidas económicas que permitan internalizar todos los costes cuantificables asociados a la gene-ración de electricidad, incluyendo posibles beneficios externos, influirá de manera muy importantesobre cual será la contribución de la energía nuclear a la producción de electricidad en los próximos20 años.

La perdida de capacidades en el sector nuclear, junto con sus repercusiones en otras áreas que utili-zan estas tecnologías, obliga a tomar medidas urgentes para atraer nuevos científicos e ingenieros, ase-gurando que no se pierda la experiencia actual y desarrollando medidas para orientar al sistemacientífico-tecnológico, mediante planes conjuntos de formación y especialización con la orientaciónadecuada. Cualquier escenario futuro debe incluir la utilización del máximo de tecnología propia paraque la sociedad perciba la generación de riqueza asociada al proceso productivo del sector lo queimplica el fortalecimiento de las capacidades de que se dispone. Debe corregirse la tendencia de estosúltimos años en los que se han ido clausurando instalaciones nucleares de formación e investigaciónmediante la implementación de nuevas infraestructuras investigadoras apropiadas al momento actual.

La operación a largo plazo de las centrales actuales mediante medidas que faciliten las condiciones tec-nológicas y normativas para alargar su tiempo de vida mas allá de los 40 años es una posibilidad degran interés económico para los operadores, que requiere contar con las tecnologías de inspección ycontrol adecuado para mantener y mejorar las condiciones de seguridad en la operación.

Las futuras centrales nucleares se basaran en diseños de reactores resultado de la evolución de losactuales de agua ligera incorporando los avances técnicos, el conocimiento y la experiencia obtenidaen la operación de las unidades actuales. A más largo plazo, se desarrollaran diseños revolucionariosrespecto a los actuales implantando nuevos conceptos que requieren un esfuerzo muy importante,tanto en investigación como en desarrollo tecnológico, antes de poder evaluar su viabilidad tecnológi-ca y demostrar su competitividad económica.

La solución al problema de los residuos nucleares de alta actividad se basa principalmente en el alma-cenamiento geológico profundo, analizando los posibles emplazamientos y desarrollando las tecnolo-gías que permitan garantizar el nivel de seguridad requerido. Aunque las técnicas de partición ytransmutación están aún en fase preliminar de investigación, podrían aplicarse en el futuro para redu-cir la toxicidad de los residuos a largo y muy largo plazo, lo que relajaría los requisitos exigibles a losalmacenamientos geológicos profundos. Por las peculiaridades de estas investigaciones, se debe hacerun esfuerzo para participar en las iniciativas internacionales existentes en este campo, fundamentalmen-te de la Unión Europea

La seguridad y la protección son actividades fundamentales para asegurar el funcionamiento de las ins-talaciones nucleares. Los efectos de la radiación a largo plazo y la exposición a bajas dosis durante largo

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Realización de actividades de debate sobre laenergía nuclear

Mantenimiento y fortalecimiento de las capaci-dades tecnológicas y formativas, servicios deapoyo y creación de las infraestructuras necesa-rias para la potenciación de la energía nuclear.Desarrollo de condiciones tecnológicas y nor-mativas que faciliten la operación a largoplazo de las centrales actuales

Desarrollo de tecnologías y herramientas quepermitan evaluar los mecanismos de degrada-ción y el control del envejecimiento de mate-riales

Estandarización de los procesos reguladores yadministrativos para reducir los tiempos delicenciamiento de las plantas y otras instalacio-nes nucleares.Armonización de la legislación y de la norma-tiva internacional vigentes para el transporte yalmacenamiento de residuos

Desarrollo de aceleradores para la produc-ción de isótopos con alto valor añadido parala medicina y la industria

Aceptación pública de las tecnologías y siste-mas de almacenamiento de residuos nuclearesLa energía nuclear es considerada una opciónpara disminuir las emisiones de CO2La energía nuclear supondrá más del 35 % dela producción de electricidad Aplicación de instrumentos económicos yderechos de emisión contribuyen a la compe-titividad económica de la energía nuclear

Construcción y explotación comercial de unreactor avanzado de agua ligera evolutivo(ABWR, EPR,

Construcción y explotación comercial de unreactor avanzado de agua ligera pasivo(AP1000, ESBWR, SWR,

Utilización práctica de las tecnologías dealmacenamiento geológico profundo de resi-duosAceptación generalizada en el ámbito científi-co y técnico de las metodologías de evalua-ción de la seguridad de los almacenamientossubterráneos de residuos.Utilización práctica de reactores nucleares dealta temperatura para la producción de hidró-geno a partir del agua

Operación deun dispositivode Fu-sión conQ > 10

Desarrollo demateriales debaja activación

Operación de unreactor comercial defusión

La fusión por confina-miento magnético pro-porciona una partesignificativa de lademanda energética

Hasta 2010 2011-2020 2021-2030 Más allá

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Desarrollo de fuentes de calentamiento de plasma paraalcanzar regímenes de reactor de fusión

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tiempo son ejemplos de temas de investigación necesarios para evaluar los niveles de exposición ymejorar los requerimientos exigibles actualmente. La necesidad de armonizar las diferentes legislacio-nes y reducir la complejidad normativa existente a nivel internacional es una medida que puede influirsobre la confianza del público.

La energía nuclear puede jugar un papel importante en el desarrollo de la economía del hidrógeno comouna tecnología con capacidad para producirlo en las cantidades necesarias, contribuyendo al desarrollode un nuevo sistema energético. Esta posibilidad requiere realizar esfuerzos de I+D.

La fusión se dibuja como una fuente de energía capaz de cubrir los distintos escenarios futuros para lademanda energética. SIn embargo el camino para conseguir una central de fusión aparece en un hori-zonte más allá de los 50 años y necesitaría importantes desarrollos en investigación y desarrollo paraconseguir demostrar su viabilidad tecnológica y económica.

Los estudio de prospectiva dibujan cuales pueden ser los diferentes futuros tecnológicos proporciona-do información sobre el estado actual del sector y su evolución, indicando las posibles oportunidades,riesgos y obstáculos que aparecen, Esta información debe ser utilizada para tomar decisiones estraté-gicas analizando y comparando estos futuros para planificar las actuaciones mas adecuadas.

El sector energético presenta un serie de escenarios futuros en los que las diferentes tecnologías jue-gan un papel conjunto para cubrir las necesidades esperadas, en función de sus características tecno-lógicas, competitividad económica y efectos sobre el medio ambiente. A la hora de tomar decisionessobre los objetivos energéticos, los medios y las inversiones necesarias o el porcentaje para cada fuen-te, es preciso analizar cuidadosamente todos los factores que intervienen.

La situación actual requiere abrir un debate sobre el futuro energético en el ámbito nacional buscan-do un consenso entre los partidos políticos, expertos en energía y la sociedad para garantizar un esce-nario en que todos los implicados conozcan el alcance de las decisiones que es necesario tomar y sujustificación. El debate debe analizar la contribución de las energías renovables para cubrir la demandaesperada, el papel de las medidas de eficiencia energética, le necesidad de seguir utilizando los combus-tibles fósiles y cómo utilizar la energía nuclear, junto con los problemas y soluciones asociados a su uti-lización para conseguir cumplir los acuerdos de Kyoto sobre la reducción de las emisiones de efectoinvernadero.

En los últimos años la necesidad de cubrir la demanda esperada de energía y los problemas de loscombustibles fósiles, tanto medioambientales como geopolíticos, han relanzado el tema nuclear. Lanecesidad de afrontar un debate en profundidad sobre el desarrollo energético donde se incluya laenergía nuclear, su capacidad para asegurar el suministro y su contribución a la lucha contra el calen-tamiento global, vuelve a ser un tema abierto de discusión entre políticos y expertos, sin olvidar elpapel relevante de la sociedad.

6 Bibliografía

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· Aspectos económicos costes de la producción eléctrica nuclearForo Nuclear, mayo 2003

· Durée de vie des centrales nucléaires et les nouveaux types de réacteursRapport de MM. Christian Bataille et Claude Birraux , députés (13 mai 2003)http://www.assemblee-nat.fr/12/pdf/rap-oecst/i0832.pdf

· Energy:Issues,Options and Technologies Science and SocietyEUROBAROMETERDirectorate-General for Research, December 2002, EUR 20624.http://europa.eu.int/comm/research/energy/pdf/eurobarometer_energy_en.pdf

· Étude économique prospective de la filière électrique nucléaire (Étude Charpin/Dessus/Pellat), Juillet, 2000.http://www.industrie.gouv.fr/energie/nucleair/pdf/rapport-charpin.pdf

· International Energy Outlook 2004http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html

· Le Livre Blanc sur les Energieshttp://www.industrie.gouv.fr/energie/politiqu/pdf/livre-blanc-integral.pdf

· Nuclear Energy. The future ClimateThe Royal Society , UK 1999.http://www.royalsoc.ac.uk/policy/fullnuclearreport.pdf

Bibliografía

CuadernosOPTI

100

· Our energy future - creating a low carbon economyhttp://www.dti.gov.uk/energy/whitepaper/index.shtml

· Power Reactor Information System (PRIS) http://www.iaea.org/programmes/a2/index.html

· Report to Congress on Advanced Fuel Cycle Initiative: The Future Path for AdvancedSpent Fuel Treatment andTransmutation ResearchU.S. Department of Energy Office of Nuclear Energy, Science, and TechnologyJanuary 2003http://nuclear.gov/reports/AFCI_CongRpt2003.pdf

· The Cost of Generating ElectricityThe Royal Academy of Engineering. March 2004http://www.raeng.org.uk/news/temp/cost_generation_report.pdf

· The Economic Future of Nuclear Power: University of Chicago, August 2004.http://nuclear.gov/reports/NuclIndustryStudy.pdf

· The Energy Challenge of the 21 Century: The Role of Nuclear EnergyEURATOM EUR 20634 ENhttp://www.euresearch.ch/media/Euratom_challenge.pdf

· The future of fission power. Evolution or revolutionInstitute of Physics, London 2004http://policy.iop.org/Policy/NUCLEAR LOW RES.pdf

· The future of nuclear powerMassachusetts Institute of Technology, MIT 2003http://web.mit.edu/nuclearpower/

· The issues involved in using nuclear power in electricity generationhttp://eescopinions.esc.eu.int/viewdoc.aspx?doc=\\esppub2\esp_public\ces\ten\ten133\en\ces317-2004_ac_en.doc

· Une strategie énergétique pour la FranceJean Besson , 8 octobre 2003http://www.debat-energie.gouv.fr/site/pdf/rapport-besson1.pdf

·World energy, technology and climate policy outlook 2030 http://www.world-nuclear.org/policy/weto_final_report.pdf

7 Anexo I:Panel deexpertos

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Anexo I:Panel de expertos

José María Aragonés Beltrán ETSI Industriales, UPM, Madrid

Pedro Carboneras Martínez ENRESA

Mariano Cereceda Hernández Tecnatom

Carlos de Villota Lacort UNESA

José Luis Días Días Dpto. Fisión Nuclear. CIEMAT

José Emeterio Gutiérrez Elso ENUSA

Lucila Izquierdo Rocha SGREI, CIEMAT

José López Jiménez Dpto. Fisión Nuclear, CIEMAT

Manuel Marco Pelegrín Iberdrola

José Mª Martínez-Val Peñalosa ETSI Industriales, UPM, Madrid

Mariano Molina Martín ENRESA

Antonio Munuera Bassols CSN

Xavier Ortega Aramburu Institut de Tecniques Energetiques (INTE), UPC

Álvaro Rodríguez Beceiro ENRESA

Santiago San Antonio Foro de la Industria Nuclear

Joaquín Sánchez Laboratorio Nacional de Fusiónpor Confinamiento Magnético, CIEMAT

8 Anexo II:Cuestionario

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Anexo II:Cuestionario

General

Grado deImportancia

Fecha dematerialización Ciencia y

Tecnología

Posición de España Ventajas y Atractivo

Industria yComercio

Ciencia yTecnología

Industria yComercio

Barreras yobstáculos

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"La energía nuclear supondrámás del 35 % de laproducción de electricidaden España. ( en el 2002supuso el 26,7%)"

La energía nuclear esconsiderada una opción paradisminuir las emisiones deCO2 y la lucha contra elcambio climático

La aplicación deinstrumentos económicos ylos derechos de emisiónasociados a la directiva sobreCO2 para limitar lasemisiones contribuye aaumentar la competitividadeconómica de la energíanuclear

Aceptación pública de lastecnologías y sistemas dealmacenamiento de residuosnucleares

Mantenimiento yfortalecimiento de lascapacidades tecnológicas yde los servicios de apoyonecesarios para lapotenciación de la energíanuclear.

1

2

3

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77 19 3 1 4 40 27 17 6 6 37 38 19 22 44 26 8 15 48 31 6 34 46 17 3 2 29 61 8

80 17 3 — 26 54 9 8 2 4 38 45 14 19 41 32 8 23 39 33 5 33 45 20 2 1 22 64 14

70 24 6 — 30 58 3 5 3 5 40 44 11 13 44 32 11 19 39 33 9 29 44 23 5 2 30 57 11

86 12 2 — 14 54 20 2 10 11 40 37 13 12 37 39 13 28 43 25 4 32 40 26 2 9 9 63 20

72 25 2 1 53 38 4 2 2 9 43 38 11 17 44 34 5 25 40 32 3 36 37 22 4 11 48 39 3

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General

Grado deImportancia


Tecnología


Industria yComercio


Industria yComercio


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Mantenimiento yfortalecimiento de lascapacidades formativas ycreación de lasinfraestructurasinvestigadoras necesariaspara la potenciación de laenergía nuclear.

Desarrollo de mecanismospara la participación de lasociedad en la toma dedecisiones relacionadas conla utilización y desarrollo dela energía nuclear.

Realización de actividades dedebate sobre la energíanuclear para hacer conoceral público sus beneficios,problemas y soluciones.

Desarrollo de condiciones(tecnológicas y normativas)que faciliten la operación alargo plazo de las centralesnucleares actuales (vidasuperior a los 40 añosnormalmente considerados)

Desarrollo de tecnologías yherramientas que permitaninspeccionar, evaluar ymitigar los mecanismos dedegradación decomponentes y el control delenvejecimiento de materialespara mejorar las condicionesde explotación, así como lareparación y sustitución delos componentes principalesde la central.

Desarrollo de una legislacióncomún a nivel de la UniónEuropea para las centralesnucleares avanzadas

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72 24 4 — 51 36.8 4 4 4 6 35 43 16 8 34 40 18 31 31 27 10 30 34 25 10 11 48 40 1

61 31 5 3 49 38 5 3 5 1 16 44 39 3 12 48 37 11 41 36 12 12 43 33 11 6 17 70 7

68 26 4 2 63 29 — 5 3 5 16 47 33 8 14 45 34 20 36 36 9 20 40 33 7 5 16 73 6

82 17 1 — 71 29 — — — 14 60 17 9 23 58 14 5 31 47 20 3 43 43 13 1 16 23 56 5

50 42 7 1 42 52 1 1 4 7 39 36 17 9 46 30 16 22 41 29 9 26 39 23 12 14 17 65 4

74 25 1 — 76 24 — — — 22 38 30 9 31 45 19 5 39 38 18 5 41 47 11 1 29 46 24 2

Diseño, construcción y operación de reactores

Diseño,construcción yoperaciónde reactores

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Construcción y explotacióncomercial de un reactoravanzado de agua ligeraevolutivo (ABWR, EPR, etc.),una vez probada su viabilidadtécnica y económica

Construcción y explotacióncomercial de un reactoravanzado de agua ligerapasivo (AP1000, ESBWR,SWR, etc.), una vez probadasu viabilidad técnica yeconómica

Construcción y explotacióncomercial de un proyecto dereactor rápido, en conjuncióncon un plan dereprocesamiento, una vezprobada su viabilidad técnicay económica

Participación en el desarrollode proyectos de reactoresmodulares o de pequeñotamaño para producción deelectricidad y otrasaplicaciones (producción decalor, desalación, producciónde hidrógeno,etc.)

Participación en el desarrollode proyectos internacionalesa largo plazocorrespondientes a lasiniciativas Generation IV eINPRO

Cierre del ciclo de vida delcombustible mediante sureprocesado y utilizaciónposterior en forma deóxidos mixtos de uranio yplutonio (MOX) en lascentrales nucleares

Superar el límite actual deenriquecimiento del 5% decontenido de U235, conobjeto de alcanzar mayoresquemados en el combustibley reducir el coste del mismo

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84 11 5 — 18 61 9 7 5 3 41 32 24 9 47 29 15 27 40 23 10 33 41 18 8 12 35 50 2

71 23 7 — 7 66 15 9 4 4 33 38 25 9 39 36 16 23 45 22 10 32 41 17 9 11 36 50 3

30 25 34 11 3 20 27 27 23 — 14 34 53 1 13 34 51 14 22 34 31 12 24 30 34 25 33 39 3

30 38 26 5 7 35 31 13 15 — 14 48 38 1 17 41 40 12 29 38 21 12 29 36 23 20 39 36 5

25 52 20 3 38 44 9 8 2 9 32 35 24 13 40 27 21 14 36 39 11 29 35 27 9 35 36 25 4,6

33 39 21 8 33 26 15 20 6 2 15 36 48 4 12 37 47 15 22 40 22 19 15 43 24 23 47 31 —

29 36 31 4 7 35 22 21 15 1 11 37 51 3 14 31 52 14 21 35 30 17 13 36 35 24 36 33 7

NUCLEARenergía

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CuadernosOPTI

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Diseño,construccióny operaciónde reactores

Grado deImportancia


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Utilización generalizada detecnologías de reciclado deuranio y plutonio mediantereproceso consiguiendo uncoste global del ciclo quepermita optimizar lacapacidad delalmacenamiento directo delcombustible gastado enmedios geológicos.

Desarrollo de tecnologíaspara el reciclado dedesechos de muy bajaactividad

Utilización práctica de lastecnologías dealmacenamiento geológicoprofundo de residuosradiactivos de alta actividad.

Desarrollo de técnicas quepermitan la recuperación deresiduos de los depósitosgeológicos después de sualmacenamiento

Utilización práctica detecnologías para laseparación y transmutaciónde radiosótopos de vidalarga contenidos en elcombustible nuclear gastado

Aceptación generalizada enel ámbito científico y técnicode las metodologías deevaluación de la seguridad delos almacenamientossubterráneos de residuos.

Aumento en un factor 10 delmercado existente para losservicios dedesmantelamiento quepermita a las empresasnacionales competir a nivelinternacional.

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32 33 31 4 6 29 25 29 10 3 13 42 42 3 10 37 50 10 22 35 32 10 21 36 33 28 37 30 5,0

41 41 15 4 57 33 3 3 4 18 35 36 11 18 32 37 13 26 38 30 6 22 37 32 9 17 34 38 12

82 16 1 — 7 51 28 13 1 13 47 33 7 11 39 39 10 28 49 3 2 31 38 27 4 10 24 53 12

31 50 16 3 6 42 13 33 6 9 17 50 24 11 12 46 31 15 38 36 11 22 26 37 15 29 35 32 4

31 41 26 3 28 36 23 5 8 13 32 40 16 23 38 25 14 21 29 37 14 39 31 20 9 21 48 28 3

46 34 20 — 3 29 26 39 3 3 19 46 31 — 8 42 50 12 30 40 18 8 18 41 33 40 38 18 4

61 33 6 — 35 56 6 3 — 12 49 30 9 9 39 38 14 22 49 22 6 20 44 23 14 25 14 51 11

Gestión de residuos y desmantelamiento

Gestiónde residuosy desmantelamiento

Grado deImportancia


Tecnología


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Utilización generalizada deaplicaciones robotizadas enel desmantelamiento decentrales nucleares

Utilización práctica de nuevastécnicas de demolición deestructuras fuertementearmadas en eldesmantelamiento decentrales nucleares.

Armonización de lalegislación y de la normativainternacional vigentes para eltransporte y almacenamientode residuos

Utilización generalizada demétodos probabilísticos parael análisis de riesgos en latoma de decisiones asociadasal ciclo de combustible.

Desarrollo de un sistemainternacional único desalvaguardias para reducir elriesgo de proliferaciónasociado a todo el ciclo decombustible.

Fortalecer el papel del OIEAen su función como garantede las salvaguardias,dotándole de la máximaautoridad para desarrollar lasinspecciones necesarias

Estandarización de losprocesos reguladores yadministrativos para reducirlos tiempos delicenciamiento de las plantasy otras instalacionesnucleares.

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42 53 6 — 34 37 21 4 3 4 35 46 15 6 45 33 16 16 37 39 9 23 54 13 10 40 56 4 —

17 49 32 2 35 40 19 5 2 7 27 51 16 7 34 44 15 13 34 44 8 19 39 31 11 37 53 5 6

62 35 2 2 61 33 2 2 3 14 45 27 14 15 51 26 8 23 44 20 13 30 45 19 6 8 10 71 12

28 58 13 — 61 36 — 2 2 16 55 25 5 19 54 19 8 23 44 23 9 24 47 23 7 34 28 37 1

73 23 4 — 47 36 11 2 5 15 36 37 13 17 49 27 8 30 32 32 6 42 38 16 5 17 12 68 4

62 29 6 3 50 38 7 3 2 12 39 31 19 15 39 32 14 17 42 27 14 22 41 26 10 12 13 74 2

57 36 4 3 46 35 10 3 6 14 41 31 14 17 41 25 17 18 37 30 15 20 37 27 15 6 16 77 1

Seguridad y protección

CuadernosOPTI

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Otrasaplicaciones

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Utilización práctica dereactores nucleares de altatemperatura ( 700–1.000º C)para la producción dehidrógeno a partir del agua

Desarrollo de aceleradorespara la producción deisótopos con alto valorañadido para utilización en lamedicina y la industria

Operación de un dispositivode Fusión con Q > 10 (Q esel cociente entre la potenciade fusión producida y lapotencia inyectada desde elexterior)

Desarrollo de fuentes decalentamiento de plasmapara alcanzar regímenes dereactor de fusión

Desarrollo de materiales debaja activación (que puedanser reciclados trasaproximadamente 100 añoso menos) para su uso enreactores de fusión

Operación de un reactorcomercial de fusión

La fusión por confinamientomagnético proporciona unaparte significativa de lademanda energética

Desarrollo de sistemas deconfinamiento inercial para elconfinamiento del plasma ysu aplicación a la producciónde energía

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52 39 9 — 48 38 8 3 3 2 37 38 23 — 21 48 31 15 52 27 7 18 34 31 16 31 50 10 —

63 33 4 — 6 27 37 31 — 4 46 42 8 — 13 47 40 27 48 21 4 22 24 33 20 49 49 2 —

72 26 2 — 14 30 42 14 — 2 33 49 16 — 12 37 51 20 41 33 7 19 24 26 31 50 46 4 —

62 22 15 2 — 6 10 77 8 2 33 35 29 — 22 28 50 24 39 24 14 26 28 22 24 49 45 6 —

49 33 14 4 — 6 23 62 9 2 17 50 31 — 9 28 63 19 31 31 19 17 17 30 35 49 44 7 —

56 42 2 — 11 30 39 20 — — 36 38 27 — 12 31 57 18 49 22 11 12 33 29 26 51 43 5 1

78 17 6 — — 11 9 78 2 2 41 35 22 2 17 39 42 30 39 20 11 33 25 21 21 49 45 6 —

Fusión

nuclear - opti · 2013-03-14 · nuclearenergía 7 el estudio sobre “energía nuclear” ha sido...

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