La energía nuclear es el único proveedor a gran escala de energía 24 horas al día, 7 días a la semana, que asume la plena responsabilidad de todos sus desechos y los incorpora al costo de la electricidad generada. Para dar una idea del espacio necesario para el almacenamiento a largo plazo del combustible nuclear gastado, todos los desechos nucleares generados durante un período de 50 años por el centenar de reactores de los EE.UU., cabrían en un campo de fútbol apilado a unos 10 metros de altura. O dicho de otro modo: el desperdicio total de toda una vida de energía utilizada por una persona sería del tamaño de una bola blanda.
Un cilindro de vidrio que ilustra la cantidad total de residuos radiactivos generados para una persona si sus necesidades de electricidad de por vida fueron suministradas por la energía nuclear.
Alrededor de un tercio del combustible se extrae generalmente de un reactor a la vez, y se reemplaza con nuevas barras de combustible. El combustible gastado es altamente radiactivo y está caliente cuando se extrae del núcleo del reactor. Se sumerge en una piscina de agua dentro del complejo del reactor durante al menos un año. Los estanques de almacenamiento a corto plazo no sólo permiten que el combustible usado se enfríe, sino que el agua constituye una barrera muy eficaz contra la radiación que emana del combustible usado. Los reglamentos federales de los Estados Unidos reconocen que el combustible gastado puede almacenarse con seguridad en estos estanques durante al menos 30 años (Título 10, Parte 51.23(a); http://www.ans.org/pi/ps/docs/ps76-bi.pdf).
El almacenamiento a largo plazo debe garantizar que la radiación no emane del combustible gastado, así como asegurar que el material de desecho no pueda corroerse o erosionarse de otro modo para contaminar el medio ambiente.
Muchas instalaciones del Canadá, Europa y los Estados Unidos utilizan el almacenamiento en seco después de que el combustible se ha enfriado en estanques de almacenamiento a corto plazo. En el Canadá, los contenedores de almacenamiento en seco están hechos de hormigón reforzado de alta densidad de unos 50 centímetros de espesor, que constituye una barrera eficaz contra la radiación. El hormigón está revestido, por dentro y por fuera, con una placa de acero de media pulgada que protege el hormigón del medio ambiente (https://www.nwmo.ca/en/Canadas-Plan/Canadas-Used-Nuclear-Fuel/How-Is-It-Stored-Today).
En Europa y los Estados Unidos el combustible gastado de los estanques de enfriamiento se carga en recipientes de acero de los que se purgan el agua y el aire, y los recipientes se llenan con gas inerte antes de ser soldados permanentemente. Los botes se colocan en un barril de acero y hormigón que se sella. Los barriles están diseñados para absorber la radiación generada por el combustible gastado (http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/dry-cask-storage.html). La Comisión Reguladora Nuclear de EE.UU. ha determinado que los residuos nucleares pueden ser almacenados de forma segura en barriles secos durante al menos un siglo (http://www.ans.org/pi/ps/docs/ps76-bi.pdf).
Otro método de almacenamiento a largo plazo de los residuos radiactivos de alto nivel consiste en su fusión en un vidrio que es químicamente estable y que no se degrada, corroe o erosiona. En los Estados Unidos, la planta de vitrificación que fusionó los desechos de alta radiactividad en vidrio de borosilicato ha estado en funcionamiento durante 20 años en el emplazamiento del Río Savannah.
La Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear (ANSTO) ha estado trabajando en un método de almacenamiento de combustible nuclear usado que, según afirma, reducirá el volumen de subproductos nucleares en un 99%. La tecnología “Synrock” produce una cerámica que está hecha de una mezcla de minerales naturales que incorporan en su estructura cristalina los elementos presentes en los desechos de alto nivel de radiactividad – estos elementos forman entonces parte integral de la cerámica y por lo tanto no pueden ser erosionados u oxidados y liberados en el medio ambiente. El primer paso del proceso es la mezcla de residuos radiactivos en un líquido con aditivos. Esto inicia el proceso en el que el material radiactivo se incorpora a la estructura molecular de los minerales aditivos. La mezcla se seca para formar un polvo que se vierte en un recipiente de metal que se sella. El polvo se comprime a una presión y temperatura suficientemente altas para que los gránulos que contienen los isótopos radioactivos se fusionen en una masa cerámica sólida encapsulada por el recipiente de metal. Estos buques contienen cualquier radiactividad que se genere por el combustible gastado y se alojarían en una instalación de almacenamiento a largo plazo.
El depósito de combustible nuclear gastado Onkalo de Finlandia se está construyendo en un antiguo lecho de granito cerca de la costa occidental de Finlandia. El túnel de acceso descenderá en espiral hasta una profundidad final de 520 metros. Se excavarán cámaras para el almacenamiento de todo el combustible gastado de los reactores de Finlandia. El combustible gastado se encapsulará en recipientes de acero al boro que a su vez se encapsularán en cobre, y cada cápsula se alojará en su propia celda excavada con arcilla bentonítica empaquetada en la cavidad entre las paredes de la celda y el recipiente. El costo de la construcción de la instalación de almacenamiento a largo plazo es de aproximadamente 1.000 millones de dólares canadienses. La instalación tendrá capacidad para unos 100 años de combustible nuclear gastado, y cuando alcance su capacidad, la rampa de acceso se rellenará y sellará.
El Canadá está adoptando un enfoque similar con varios posibles sitios que se están investigando para la excavación de una instalación de almacenamiento subterráneo en las rocas graníticas del vasto y antiguo Escudo Canadiense.
Los EE.UU. estaban adoptando un enfoque ligeramente diferente para el almacenamiento subterráneo a largo plazo de su combustible gastado. El emplazamiento de la Montaña de la Yucca se identificó inicialmente como un lugar adecuado para la eliminación a largo plazo, y se diferencia de los emplazamientos de Onkalo y del Canadá en que se encuentra en capas de rocas volcánicas, a diferencia del granito. Sin embargo, la financiación federal para el sitio se suspendió en 2012 por razones políticas más que técnicas o de seguridad. La instalación de almacenamiento a largo plazo de los organismos del gobierno de los Estados Unidos está situada en Nuevo México, donde el combustible gastado se almacena en galerías a 660 metros (1.150 pies) bajo la superficie.
La instalación de almacenamiento de combustible nuclear usado a largo plazo de México en el emplazamiento de la central de Laguna Verde está a punto de terminarse después de un período de construcción de sólo 16 meses. Holtec comenzará a cargar las celdas de almacenamiento de combustible seco en las instalaciones en julio de 2016, y se prevé que la carga se complete a finales de 2016 (http://www.world-nuclear-news.org/WR-Mexican-dry-storage-facility-nearing-completion-2406167.html).
