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El IFIC participa en un proyecto europeo para desarrollar un nuevo sistema de vigilancia en centrales nucleares

El IFIC participa en un proyecto europeo para desarrollar un nuevo sistema de vigilancia en centrales nucleares

13/09/2017

Investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universitat de València), en el Parc Científic de la institución académica, participan en un proyecto europeo para desarrollar un nuevo sistema capaz de medir en tiempo real la concentración de tritio en el agua de las centrales nucleares. El proyecto utiliza la experiencia del IFIC en el desarrollo de detectores de partículas como los utilizados por el experimento NEXT para construir un dispositivo que controle los niveles de tritio en el agua procedente de la refrigeración del reactor nuclear, en cuyo interior se producen grandes cantidades de este isótopo radiactivo. Controlar la abundancia de este elemento en tiempo real permitirá desarrollar un sistema de alerta temprana en caso de anomalías en la central, así como vigilar los niveles de tritio en el agua aptos para el consumo humano.

El proyecto se denomina TRITIUM y ha sido financiado con 1,5 millones de euros en la última convocatoria del programa Interreg SUDOE 2016 de entre casi 500 propuestas recibidas. Está coordinado por la Universidad de Extremadura, que utilizará muestras de la central de Almaraz (Cáceres), y cuenta con la participación de otros centros de investigación de Portugal y Francia. En el IFIC el coordinador es el catedrático de la Universitat de València (UV) José Díaz, uno de los responsables del Laboratorio de Radiactividad Ambiental de la UV.

“El tritio es uno de los elementos radiactivos producidos en mayor abundancia en las centrales nucleares”, explica Díaz. “Aunque la dosis radiactiva que produce es pequeña, puesto que solo emite radiación beta de muy baja energía, su concentración en el agua puede indicar algún problema de funcionamiento, al ser uno de los principales productos generados en un reactor nuclear”, resume. La medición de la concentración de tritio en el agua es uno de los parámetros utilizados para controlar los niveles de radiactividad de una central nuclear, junto a la radiación alfa, beta y gamma.

El objetivo del proyecto, que tiene una duración de cuatro años, es desarrollar un prototipo de un sistema que mida en tiempo real la cantidad de tritio en el agua procedente de la refrigeración del reactor nuclear. Actualmente es posible determinar la actividad del tritio en dos días, utilizando muestras de agua que se miden en un laboratorio fuera de la instalación nuclear. El nuevo sistema que se desarrollará en TRITIUM se ubicará en el embalse de refrigeración de la propia central y será capaz de medir los niveles de tritio cada 10 minutos.

Para ello utilizará tecnología desarrollada para experimentos de física de partículas, como los fotomultiplicadores de silicio (SiPM) y las fibras centelleadoras. Cuando el tritio se desintegra, emite un electrón que emite energía en forma de radiación beta. Este electrón choca con las fibras centelleadoras produciendo luz, señal que se convierte en corriente eléctrica por los fotomultiplicadores de silicio, y se amplifica y registra por un sistema de lectura para medir la cantidad de tritio presente en la muestra de agua.

El grupo dL’IFIC participante en TRITIUM tiene amplia experiencia en el desarrollo de estas tecnologías. Emplea los fotomultiplicadores de silicio en el experimento NEXT, una colaboración internacional liderada por el investigador del IFIC Juan José Gómez Cadenas que pretende comprobar si el neutrino es su propia antipartícula. Por su parte, la tecnología de fibras centelleadoras fue empleada en la construcción de uno de los detectores instalados en el laboratorio de física nuclear GSI en Darmstadt (Alemania).

Según José Díaz, el nuevo sistema será capaz de llegar a la sensibilidad de 100 bequerelios por litro, medida que garantiza la potabilidad del agua (las centrales nucleares se refrigeran con aguas que se emplean posteriormente en agua potable y regadíos). Aprovecha así la experiencia del Laboratorio de Radiactividad Ambiental de la UV, que realiza este tipo de análisis a demanda, y del grupo de la Universidad de Extremadura liderado por Antonio Baeza, que trabaja con la central de Almaraz y desarrollará el sistema para conseguir agua ultrapura para las muestras.

Junto a la Universidad de Aveiro (Portugal), el IFIC se encarga de realizar el detector para realizar las mediciones de tritio. El grupo del Centro de Estudios Nucleares de Burdeos Gradignan (CENBG, CNRS-Universidad de Burdeos, Francia) se ocupa del blindaje del detector, así como de minimizar el fondo radiactivo (ruido) y las simulaciones del dispositivo. Los investigadores esperan tener un prototipo en 2020, que se pueda probar en centrales nucleares y patentar.