DFN/CIEMAT investiga en Seguridad y Residuos Radioactivos
La División de Fisión Nuclear desarrolla I+D+i para mejorar la seguridad de las instalaciones nucleares y la gestión de los residuos radiactivos, desarrollar y mantener el conocimiento sobre la ciencia y tecnología nuclear compatibles con el mejor conocimiento/experiencia internacional, promover proyectos y experimentos nacionales o internacionales para conseguir ese conocimiento, disponer de capacidades experimentales, computacionales y experiencia para asesorar o apoyar a organismos públicos y en la medida de lo posible apoyar los desarrollos empresariales en estas áreas y contribuir a la formación, educación y divulgación de la ciencia y tecnología nuclear (fisión).
La División de Fisión Nuclear organiza sus actividades en cinco unidades:
Seguridad Nuclear, Innovación Nuclear, Residuos de Media y Baja Actividad, Residuos de Alta Actividad y Proyectos Globales, aunque varios proyectos y actividades se desarrollan de forma conjunta entre dos o más unidades.
La Unidad de Investigación en Seguridad Nuclear tiene por objetivos: contribuir a la mejora de la seguridad nuclear de reactores e instalaciones nucleares actuales y futuras, reducir incertidumbres asociadas a accidentes, asimilar, desarrollar y validar metodologías de análisis y modelar, analizar e interpretar escenarios accidentales.
Sus principales líneas de actividad son: accidentes severos en LWRs, termo-mecánica de combustible (reactor; almacenamiento en seco (ATI/ATC/Transporte,…)), seguridad en sistemas innovadores, y el laboratorio de Análisis de Sistemas de Seguridad (LASS).
Laboratorio de Análisis de Sistemas de Seguridad (LASS) para la experimentación en termo-Fluidodinámica y aerosoles
Los objetivos de la Unidad de Innovación Nuclear son desarrollar el conocimiento y herramientas de investigación en reactores nucleares y ciclos de combustible innovadoresy los desarrolla en tres grandes líneas de investigación:
1) Simulación y análisis de reactores nucleares (críticos y subcríticos) y ciclos avanzados de combustible que incluye: la evaluación de diseños de reactores avanzados críticos y subcríticos, análisis de experimentos e instalaciones prototípicas, con espectros de neutrones térmicos y/o rápidos; el análisis de la neutrónica, quemado del combustible y potencial de transmutación; el desarrollo de códigos propios y validación (simulación neutrónica/termohidráulica, cálculos de ciclo), y ejercicios de intercomparación en la OCDE/AEN, OIEA y foros específicos
2) Experimentos integrales y de validación incluyendo: estudios experimentales en reactores avanzados subcríticos para la transmutación de RRAA, la validación de técnicas de determinación y monitorización de la reactividad sistema subcrítico, la validación de los códigos de simulación propios en benchmarks internacionales, la simulación de experimentos de irradiación, y la preparación del uso del reactor Jules Horowitz (JHR).
3) Datos nucleares y detectores abarcando: medidas de datos nucleares (secciones eficaces de captura y fisión de elementos transuránicos en n_TOF en el CERN, emisión de neutrones diferidos, …), el diseño, desarrollo y construcción de detectores de radiación y sistemas de toma de datos digitales, el liderazgo del espectrómetro de neutrones por tiempo de vuelo para FAIR y la coordinación de los proyectos de EURATOM sobre datos nucleares de los últimos 10 años.
Laboratorio de Datos Nucleares en el CIEMAT
La instalación n_TOF del CERN (Ginebra)
La Unidad de Residuos de Baja y Media Actividad está dedicada a contribuir a la mejora de la caracterización y gestión de residuos radiactivos de media y baja actividad en España y sus principales líneas de actividad son:
1) La I+D en Caracterización de Residuos (RBMA/RBBA) y Materiales Radiactivos, incluyendo la caracterización radiológica, métodos radioquímicos (MRQ), métodos no destructivos (MND), la caracterización físico-química de materiales de barrera y acondicionamiento, la caracterización química: compatibilidad residuo-matriz y el establecimiento de factores de escala.
Vitrinas de caracterización de RBMA y RBBA en la Instalación radioactiva IR-15 del CIEMAT
2) la I+D en Comportamiento a Largo Plazo de Residuos Radiactivos abarcando: opciones de tratamiento y acondicionamiento (grafito), lixiviación de gases y líquidos en residuos acondicionados y sin acondicionar y la especiación química.
Tratamiento térmico (grafito irradiado)
3) el Apoyo Tecnológico (Radioanalítico) extra/intra murales, cubriendo: residuos y materiales radiactivos, preparación de fuentes de referencia, y un sistema de calidad según ISO-17025 e EN-UNE-73401 para sus laboratorios.
La Unidad de residuos radiactivos de alta actividad se dedica a la investigación y estudios relacionados con la gestión del combustible gastado (CG) y de los residuos radiactivos de alta actividad (RRAA) tras su irradiación dentro del ciclo del combustible nuclear. Sus principales líneas de investigación son: la fabricación de combustible nuclear y análogos de otras formas de residuos, la estabilidad del CG y RRAA antes y durante su almacenamiento (seco y/o húmedo), el reprocesado del CG para la minimización de residuos.
La URRAA cuenta con dos Instalaciones radiactivas locales IR30 y IR09 (tres laboratorios) y tres laboratorios convencionales y además realiza experimentación en instalaciones internacionales (EC-JRC Karlsruhe Alemania, KIT-INE Karlsruhe Alemania y NNL National Nuclear Laboratories Shellafield Reino Unido).
Las capacidades de las instalaciones en el CIEMAT permiten estar en condiciones para trabajar con fuentes no encapsuladas con uranio y pequeñas actividades de otros actínidos e incluyen: caracterización de sólidos (procesos de fabricación, tratamientos térmicos, preparación muestra, XRD), análisis químico (análisis multielemental: ICP-MS, HPLC-MS, quimiluminiscencia, UV-Vis), análisis electroquímicos en medio acuoso (potencial de corrosión en circuito abierto, rectas de tafel, voltamperometría cíclica, impedancia electroquímica), espectrometría (detectores de espectrometría gamma GeHP altas y bajas energías, Detector de espectrometría alfa). Buena parte de estas técnicas son aplicables a materiales radiactivos convirtiéndose en instalación única en España y con equipamiento competitivo a nivel internacional.
Cajas de guantes y vitrinas de la IR-30 del CIEMAT
ICP-MS nuclearizado y Difractrómetro de rayos X en instalaciones radioactivas IR-30 e IR-09 del CIEMAT
La unidad de proyectos globales se encarga de la coordinación de grandes proyectos globales, participación en foros nacionales e internacionales, incluyendo entre otros: La construcción del reactor JHR, los proyectos de la NEA HALDEN (FIDES), EURATOM, SNETP, CEIDEN, EJP EURAD y la gestión de la coordinación de proyectos EURATOM (CHANDA).
