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Empresas públicas, tecnología y desarrollo V. El ciclo del combustible nuclear argentino: la Planta Industrial de Agua Pesada (PIAP)
(Instituto Nacional de la Administración Pública, 2023-04-05) Zappino, Jorge Salvador
La tradición nuclear en la Argentina nace en 1950 con la creación de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), promovida por el entonces presidente Juan Domingo Perón. El objetivo de la institución era promover el estudio y el desarrollo de aquellos aspectos vinculados a la utilización pacífica de la energía nuclear. En ese contexto, entre las décadas de los cincuenta y los setenta, comenzaría a conformarse un complejo nuclear e industrial basado en instalaciones científicas y tecnológicas de la CNEA a lo largo y ancho del país. En este camino, el organismo inició diversas acciones, entre ellas la extracción, purificación y conversión del uranio y la producción de radioisótopos para aplicaciones medicinales. Esta actividad llevó a la creación de empresas con alta tecnología para el desarrollo de procesos y la producción de bienes y servicios acordes a los planes nucleares. En 1968 se iniciaron las obras de la primera central nuclear de potencia de la Argentina y de América Latina, Atucha I, cuyo objetivo era abastecer de energía eléctrica los polos productivos del Gran Buenos Aires y el Litoral. En 1973 comenzó la construcción de la Central Nuclear de Embalse, Córdoba, inaugurada en 1984, y en 1980 se inició la obra de Atucha II, la cual fue puesta en operación en 2014, luego de que la obra estuviera paralizada entre 1994 y 2006. Todas estas centrales empezarían a utilizar uranio natural producido en el país como combustible. La Argentina es uno de los 12 países (además de los Estados Unidos, el Reino Unido, la Federación de Rusia, Francia, China, Alemania, Pakistán, Corea del Norte, Japón, India y Brasil) que lograron completar el proceso de enriquecimiento de uranio. Sin embargo, en los comienzos del Plan Nuclear Argentino, este proceso no estaba contemplado, ya que el país se había decidido por la línea de reactores con uranio natural y agua pesada. Fue luego del endurecimiento del Tratado de No Proliferación —provocado por la explosión atómica en la India de 1974— y de la sanción de la Ley de No Proliferación Nuclear en los Estados Unidos de 1978 —que prohibía la provisión de uranio enriquecido a países no firmantes del tratado—, que el país decidió comenzar el desarrollo de la tecnología de enriquecimiento. En los estudios de preinversión realizados para la construcción de cada central ya aparecía como meta crucial, aunque lejana, la necesidad de completar el ciclo del combustible, esto es, disponer de todas las tecnologías para la producción industrial de los insumos necesarios (como el agua pesada y los elementos combustibles) para el funcionamiento de una central de potencia. El agua pesada que requerían estos reactores, si bien significaba también cierto grado de dependencia de fuentes extranjeras, podía obtenerse de más de un proveedor y se trataba de un compromiso a corto plazo, dado que la producción de agua pesada pasaría a ser una de las prioridades de la CNEA (Hurtado, 2014). Para dar cumplimiento a esa prioridad, la CNEA se abocó a la construcción de una planta para la producción de agua pesada en Arroyito, Neuquén: la Planta Industrial de Agua Pesada (PIAP). Fue finalizada en 1991, al mismo tiempo que la Empresa Neuquina de Servicios de Ingeniería S.E. (ENSI S.E.) se hizo cargo de su operación. La primera producción fue obtenida en 1994.
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Energía nuclear y ambiente. Los programas de restitución ambiental y gestión de residuos radiactivos de la CNEA
(Instituto Nacional de la Administración Pública, 2023-04-25) Zappino, Jorge Salvador
En la década de 1960, la Argentina decidió comenzar a generar energía eléctrica a partir de la construcción de tres centrales nucleares. Esa decisión implicaba la necesidad de fabricar localmente los elementos combustibles (EECC) para los reactores. De allí que la minería del uranio fue, desde el comienzo, un factor fundamental de la historia del sector nuclear en el país. Entre las décadas de 1950 y 1990, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) llevó adelante diversas exploraciones y evaluaciones de zonas uraníferas en Córdoba, La Rioja, Salta, Chubut, Mendoza y Catamarca. En 1982, se puso en marcha la planta de conversión en Córdoba (futura Dioxitek S.A.) y la fábrica de EECC en Ezeiza (futura CONUAR S.A.). A partir de ese momento, las centrales nucleares fueron abastecidas con EECC fabricados a partir de uranio extraído de yacimientos argentinos, principalmente del yacimiento de Sierra Pintada en San Rafael (Mendoza). En 1997, la CNEA decidió detener la producción del Complejo Minero Fabril de San Rafael, el cual quedó finalmente inactivo cuatro años después. Además de este complejo, también fue decreciendo la actividad en todos los yacimientos. Desde entonces, todo el concentrado de uranio se importa. El alcance del Programa de Remediación de la Minería del Uranio (PRAMU) involucra como objetivo final a todos los sitios en donde se desarrolló esa actividad en nuestro país. Con este proyecto de remediación, la Argentina se suma al grupo de referentes en restitución ambiental, junto a los Estados Unidos, Alemania, Canadá, Francia y Australia, además de ser el primer país latinoamericano en culminar este tipo de obras de infraestructura pública. En la ciudad de Malargüe, provincia de Mendoza, se encuentra el primer sitio de restauración donde se han completado los trabajos de remediación en 2017. Allí surgió, entonces, un parque temático denominado «El Mirador», un espacio verde de siete hectáreas de esparcimiento para que el sitio no quede aislado y sea devuelto a la comunidad de la ciudad. Por otro lado, el Programa Nacional de Gestión de Residuos Radiactivos (PNGRR), que lleva adelante la CNEA, es responsable de la gestión segura de los residuos radiactivos y los EECC gastados provenientes de todas las actividades nucleares que se desarrollan en el país. Su objetivo es el confinamiento y aislamiento de esos residuos por un período determinado y en condiciones tales que no impliquen un riesgo radiológico para las personas ni para el ambiente, tanto para las generaciones presentes como para las futuras.
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Ingeniería y desarrollo en el sector nuclear. El CAREM-25: primer reactor nuclear de potencia íntegramente argentino
(Instituto Nacional de la Administración Pública, 2023-08-07) Zappino, Jorge Salvador
La historia del crecimiento económico está signada por la Revolución Industrial, iniciada en Gran Bretaña en el siglo xviii para luego extenderse al resto de Europa y los Estados Unidos. Hacia fines del siglo xix, se generalizó el uso del petróleo como combustible, lo cual provocó, a su vez, una modificación drástica de las estructuras productivas. Este uso generalizado permitió la creación de los motores para el transporte, el desarrollo del automóvil y de la industria petroquímica. Luego, la energía eléctrica aumentó significativamente el nivel de vida de las sociedades. El acceso a la energía se convirtió, de esta manera, en una variable geopolítica y geoeconómica central. Cada nación elige su matriz energética en función de la disponibilidad de fuentes primarias. Pero las consecuencias derivadas de la producción de energía a partir de los combustibles fósiles —vinculadas a las emisiones de gases de efecto invernadero y a los problemas de salud relacionados con la contaminación del aire— llevaron a que prácticamente todas las partes involucradas en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático acordaran en preparar contribuciones determinadas a nivel nacional para adoptar medidas urgentes. Resulta evidente que el cambio climático representa un desafío. La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero es urgente si pretendemos evitar las consecuencias catastróficas de un planeta cuya temperatura crece cada día más. El uso de energías renovables, como la eólica y la solar, está aumentando, mientras que la energía nuclear contribuye al suministro de energía, a la seguridad energética y a la estabilidad de las redes de transmisión. En este sentido, las nuevas tecnologías desarrolladas en reactores nucleares, en particular los reactores modulares pequeños (SMR, por su sigla en inglés [small modular reactors]), ofrecen diseños que no solo sirven para producir energía eléctrica para su distribución, sino también para generar energía limpia y descarbonizada para el transporte, la construcción, la desalinización, etc. En este contexto, la Argentina, con la construcción del CAREM-25 (Central Argentina de Elementos Modulares), se perfila como uno de los líderes mundiales en el segmento de este tipo de reactores. El prototipo se está montando en Lima (provincia de Buenos Aires), anexo al Complejo Nuclear Atucha, y es el primer SMR del mundo en proceso de construcción.
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Investigación, innovación y producción en la CNEA. El reactor multipropósito RA-10 y el Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones (LAHN)
(Instituto Nacional de la Administración Pública, 2023-12-07) Zappino, Jorge Salvador
Los reactores de investigación son reactores nucleares utilizados para la investigación y el desarrollo en tecnología nuclear. Entre las aplicaciones principales de esta tecnología se pueden citar la medicina, la industria, la energía y la investigación científica en áreas como física nuclear, química, biología, medicina, etc. Estos estudios contribuyen al desarrollo de modernas tecnologías, medicamentos y materiales para la industria. Además, son utilizados para la formación de profesionales del área nuclear y para la investigación y el desarrollo de tecnologías de control y seguridad de la energía nuclear. En estos reactores, los neutrones generados por el proceso de fisión son utilizados, entre otras cosas, para producir radioisótopos empleados en medicina nuclear para el diagnóstico y tratamiento de diferentes enfermedades, lo que contribuye a mejorar la calidad de vida de la población. La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) es el organismo argentino a cargo de la promoción y el desarrollo de la tecnología nuclear en el país, y cuenta con una trayectoria de más de 70 años en el estudio y desarrollo de reactores de investigación. En este sentido, ha sido responsable de la construcción y operación de los reactores RA-1, RA-2, RA-3, RA-4, RA-6 y RA-8, entre otros, los cuales fueron diseñados y construidos con tecnología argentina, y han permitido la realización de importantes investigaciones científicas, además de contar con recursos humanos altamente capacitados en diversas disciplinas. Por otro lado, la CNEA ha exportado su tecnología a países como Australia, Argelia, Egipto, y Perú, entre otros. En el presente, la CNEA cuenta con cinco reactores de investigación operativos distribuidos en distintos puntos territorio argentino. El más importante de ellos es el RA-3, el cual fue puesto en marcha en 1967 y funciona en el Centro Atómico Ezeiza (CAE). Es el reactor con mayor potencia (10 MW) y el mayor productor de radioisótopos de la Argentina y Latinoamérica. Actualmente, está en construcción el Reactor Argentino Multipropósito RA-10 en el CAE, cuya historia, desarrollo y características son el motivo de este trabajo.
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Análisis termohidráulico del funcionamiento de los generadores de vapor del Reactor CAREM
(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología Nuclear Dan Beninson) Parra, Sebastián; Ottaviani, Anahí; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología Nuclear Dan Beninson
El presente trabajo de Tesina tiene por objetivo el desarrollo del análisis del comportamiento de los Generadores de Vapor del Reactor Nuclear CAREM 25, a través del uso del Código Termohidráulico RELAP5/MOD3. Existe el antecedente de un trabajo similar realizado en el año 1999 por técnicos del Centro Atómico Constituyentes, perteneciente a la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) de la República Argentina. En este trabajo se realizó el modelado y análisis termohidráulico de los generadores de vapor del reactor CAREM 25 en forma aislada para el estado estacionario. En dicho trabajo se probaron diferentes correlaciones de transferencia de calor existentes en el RELAP5/MOD3, para determinar el modelo que describiera mejor el comportamiento de para estos generadores de vapor. El objetivo del presente trabajo es realizar con RELAP5/MOD3 un análisis paramétrico del sistema, de manera de estudiar el comportamiento del generador de vapor frente a distintos escenarios de operación del reactor CAREM 25, teniendo como objetivo asegurar la calidad del vapor generado para la producción de energía eléctrica. Como no se cuenta con datos experimentales relevados en loops de ensayo que simulen el comportamiento de los generadores de vapor con tubos helicoidales del reactor CAREM 25 o similares, los cuales puedan servir como una referencia válida para su comparación con el modelo representado con el código de cálculo: Los resultados obtenidos por lo tanto serán contrastados con datos de diseño.