Tesis:
Desarrollo de una metodología integral para la evaluación del impacto medioambiental de la emisión gaseosa de tritio en reactores de fusión.
- Autor: VELARDE MAYOL, Marta
- Título: Desarrollo de una metodología integral para la evaluación del impacto medioambiental de la emisión gaseosa de tritio en reactores de fusión.
- Fecha: 2004
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA NUCLEAR
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: PERLADO MARTIN, José Manuel
- Resumen: Esta tesis pretende cubrir el hueco que presentan los estudios actuales acerca del tritio elemental; dichos estudios sólo han incluido hasta la fecha resultados para agua tritiada. El desarrollo se ha realizado en el contexto de la Fusión por Confinamiento Inercial en el Programa de seguimiento de la Unión Europea/Euratom, y del proyecto ITER de Fusión por Confinamiento Magnético bajo los auspicios del EFDA de Euratom/Unión Europea. Los datos de términos fuente emitidos a la atmósfera en los diseños de reactores de fusi6n actuales indican que el tritio elemental (HT) supera en algunos casos en un orden de magnitud a la posible liberación de vapor de agua tritiada (HTO). Por esta razón se ha hecho imprescindible el análisis y valoración de la dosis crónica de este gran desconocido. Sobre esta base se analizó, desarrolló y elaboró esta tesis. El comportamiento en el medio del tritio, en sus dos formas químicas más comunes: HT y HTO, es bien distinto. El comportamiento del tritio se debe simular desde dos planos bien diferenciados, el primero son los cálculos deterministas que se basan en un supuesto estado fijo meteorológico estableciendo "a priori" cuales son los parámetros. El segundo tipo de estudio está basado en análisis reales meteorológicos medidos cada hora. Estos segundos estudios proporcionan la dinámica fundamental de los procesos que en algunos casos se alejan del peor de los supuestos deterministas. Por esta razón se hace imprescindible un estudio detallado de cada elemento climatológico que modifica la concentración esperada de HT en el medio terrestre. La segunda fase o fase secundaria comienza una vez que se produce el empobrecimiento de la concentración de tritio en la pluma primaría y el tritio se deposita en el suelo y en las hojas de los vegetales. En el estudio de esta fase se han obtenido varias conclusiones importantes. Primeramente habría que destacar que la deposición húmeda, más eficaz en cuanto a la cantidad de tritio depositado en el suelo, afecta al tritio soluble, HTO, pero muy poco al HT. Esta baja solubilidad del tritio elemental provoca que los niveles depositados en estados climatológicos de precipitación afecten principalmente al HTO. Pero en situaciones donde no se producen lluvias, deposición seca, la velocidad de deposición es fundamental en la cantidad de tritio depositado en el suelo. Los resultados obtenidos demuestran la gran importancia de este parámetro que hasta la fecha se fijaba "a priori". En esta tesis se propone un modelo basado en resultados experimentales. Los cálculos de la cantidad de tritio depositado se dan para cada situación climatológica. Finalmente hay que resaltar que el medio preferente de la pluma tritiada es la deposición en el suelo y vegetales, cuya concentración dependerá de la velocidad de deposición. Una vez que el tritio elemental se ha depositado en el suelo puede oxidarse por acción microbiana de las enzimas del propio suelo, mientras que otra parte del tritio (en su forma oxidada) puede volver a la atmósfera. Este proceso, que denominaremos re-emisión, es importantísimo en el desarrollo de esta tesis ya que siempre se ha considerado que el tritio inhalado es de la forma HTO cuando en realidad parte de ese recuento es debido al HT convertido a HTO y re-emitido a la atmósfera. Los resultados de los análisis medidos en emisiones a la atmósfera, en las pruebas que se realizaron en Canadá y Francia fueron fundamentales para tener en cuenta este proceso de re-emisión en la tesis. Todos los cálculos se han realizado también para el HTO y demuestran que el HT contribuye altamente a la dosis por inhalación debido casi exclusivamente a los procesos de re-emisión. Para el diseño de la penetración del tritio, elemental en el subsuelo se ha elaborado un esquema que subdivide en capas al mismo. Solo se tuvieron en cuenta 3 niveles de subsuelo entre los límites de 0 a 30 cm. Los resultados aportan un dato revelador: el HT puede penetrar en el subsuelo tanto como el HTO y por tanto incorporarse al sistema de raíces de forma activa. Los condicionantes para la penetración del tritio son la porosidad según el tipo de suelo y sobre todo el tritio, depositado en el nivel superior del suelo que depende de la velocidad de deposición. Dentro de la fase secundaria se ha tratado también en esta tesis la conversión del tritio incorporado a los vegetales o animales a tritio orgánico. Esta parte de la tesis ha precisado de un banco de datos experimentales importante que corrobore los resultados obtenidos teóricamente mediante la simulación computacional. Todo el desarrollo se ha basado en considerar resultados obtenidos en el laboratorio o con animales, plantas o incluso personas, todos ellos recogidos a lo largo del tiempo. El resultado más revelador es que los vegetales son los que más fácilmente pueden convertir este tritio incorporado a tritio orgánico. Pero quizás lo más sorprendente es que las semillas pueden almacenar significativamente este tritio orgánico y que se encuentre en ellas tritio después de transcurrido un año. La mayoría de los vegetales presentan altas concentraciones de tritio en las primeras semanas, pero una vez que envejece el vegetal casi todo el tritio se ha eliminado. Finalmente, hay que indicar que la forma de tritio que puede permanecer largo tiempo en los organismos es el tritio no soluble, es decir el tritio orgánico u OBT. Finalmente, se ha realizado un análisis dosimétrico de la posible contaminación por todas las vías: inhalación, re-emisión e ingestión. Como cabía esperar las dosis por ingestión son importantes cuando el tritio se incorpora a los vegetales en desarrollo pero no en las épocas fuera de este tiempo de crecimiento vegetal. Hay que destacar que las dosis determinadas en caso del tritio elemental quedan muy disminuidas en comparación con los resultados de la concentración incorporada a los vegetales y animales. Esto se debe a que los Factores de Conversión a Dosis son cuatro órdenes de magnitud inferior que los recomendados en las guías reguladoras para el HTO.