Title:

De l’origen còsmic de l’urani al seu ús nuclear

## Context i fil conductor de l’episodi En aquesta entrega d’**El Quiosc** a **Ràdio l'Hospitalet de l'Infant**, el divulgador científic **Javier Castelló** explica, de manera amena i molt pedagògica, **d’on surt l’urani, com es distribueix a la Terra, com es transforma en combustible nuclear i què passa amb aquest combustible un cop “gastat”**. Pel camí, apareixen temes relacionats com el **gas radó**, el **càncer de pulmó** i el **tabac**. --- ## 1. Origen còsmic de l’urani i presència a la Terra • L’urani es forma en **explosions de supernoves** i queda incorporat a la **nebulosa** que dona lloc al Sol i als planetes. • Una part d’aquest urani acaba als **planetes rocosos**, entre ells la Terra, on queda **escampat per tota l’escorça**, amb concentracions variables. ### Distribució geològica • On hi ha **granit**, normalment hi ha més concentració d’urani. • En desintegrar-se, l’urani genera una cadena de *productes radioactius*, entre ells el **radó**, un **gas radioactiu**. • Hi ha zones d’Espanya amb **alta presència de radó** (Galícia, serralada de Gredos, zona de Madrid, parts del Maresme), on la normativa d’edificació obliga a **protegir les cases contra el radó**. > “Tu no pots fer una casa de qualsevol manera avui en dia. S’ha de protegir de disseny en front d’aquest gas radioactiu natural.” ### Radioactivitat natural i vida • L’urani és **radioactiu** d’entrada (sobretot l’isòtop *U-238*). Té un **temps de semidesintegració de milers de milions d’anys**, per tant **sempre hi ha hagut urani radioactiu a la Terra**. • La **vida** s’ha desenvolupat sempre envoltada de **radioactivitat natural**: - *urani* i *radó* - *potassi-40* - *carboni-14*, etc. • L’emissió de l’urani natural és **baixa**, i hem conviscut amb aquesta radioactivitat des de l’origen de la vida. --- ## 2. El gas radó i el càncer de pulmó ### Què és i d’on surt el radó? • El **radó** és un **gas noble radioactiu** que es genera com a part de la **sèrie de desintegració de l’urani i del tori**. • No “apareix” perquè una habitació estigui mal ventilada; **ja surt del terreny**, i si l’espai està poc ventilat, **el gas s’acumula** a l’interior. • Com que l’urani està “a tot arreu” (roques, sòl, fins i tot en traça als nostres ossos), sempre es genera una certa quantitat de radó. ### Efectes sobre la salut • El radó és **emissor alfa**. Les **partícules alfa** no travessen la pell, però quan **inhalem** el gas: - El radó passa als **pulmons**. - Allà la radiació alfa pot **danyar les cèl·lules pulmonars**. • A altes concentracions i exposició crònica, el radó **pot contribuir al càncer de pulmó**. • Tot i així, **aprox. el 90% dels càncers de pulmó són causats pel tabac**. La resta es reparteix entre: - contaminants atmosfèrics - exposició a radó • Castelló recorda que venim d’una època en què **es fumava massivament en espais tancats**, incloses universitats, fet que dificulta molt separar estadísticament l’efecte del radó i el del tabac. --- ## 3. Tabac, radioactivitat i tòxics Tot i que el tema principal és l’urani, la conversa deriva cap al **tabac**. ### Poloni-210 en el fum del tabac • El tabac conté **poloni-210 (P-210)**, un element **radioactiu** descobert per *Marie Curie*. • Té una densitat similar al plom i és **emissor de partícules alfa**. • Quan el cigarret crema, la temperatura el fa **volàtil** i passa al **fum**, que inhalen: - fumadors actius - fumadors passius (criatures, gent gran, persones amb asma, etc.) • Aquest poloni **s’acumula als pulmons** i, junt amb la resta de tòxics del tabac, augmenta el risc de càncer. > Als CAP hi ha pòsters amb la llista de substàncies tòxiques del tabac, i una d’elles és “P-210”, el **poloni-210**. ### Promesa d’un programa futur • La conductora proposa dedicar una futura entrevista a **tots els components tòxics del tabac**. • Castelló suggereix portar-hi també un **expert en tòxics**, el Dr. Durán, per parlar de les malalties associades. --- ## 4. Mines d’urani i comerç internacional ### Mines d’urani a Espanya • Històricament, a Espanya hi ha hagut **mines d’urani** a: - província de Còrdova - zona sud de Salamanca (pròxim a Càceres) • Aquestes mines es van **tancar per falta de rendibilitat**: la concentració i la geologia no feien viable seguir extraient-hi urani. • Una empresa minera australiana va mostrar interès a **reobrir mines** després de la pandèmia o poc abans, però finalment **no es va reactivar** l’extracció. ### D’on s’importa l’urani? • Actualment, **Espanya compra l’urani a l’exterior**. Els grans productors són: - Kazakhstan - Rússia - Congo - Austràlia - Estats Units, entre altres. • El que es compra és **mineral d’urani**, que després cal **enriquir** abans d’usar-lo en reactors nuclears. --- ## 5. Urani-235, fissió i enriquiment ### Diferència entre U-238 i U-235 • L’urani natural és, bàsicament: - **~99,3% U-238**, que **no fissiona fàcilment** amb neutrons tèrmics. - **~0,7% U-235**, que **sí fissiona** i allibera molta energia. • Trencar un sol àtom d’**U-235** allibera aproximadament **200 milions d’unitats d’energia**. • En comparació, cremar un àtom de **carbó** en una combustió convencional només genera **unes 4 unitats d’energia**. > La densitat energètica de l’urani-235 és, doncs, incomparablement més alta que la dels combustibles fòssils. ### Reactors d’urani natural vs urani enriquit • Amb només un 0,7% d’U-235, els **reactors d’urani natural** han de ser **molt grans** per funcionar (com passava a **Vandellós I**). • Per això, la tecnologia moderna utilitza **urani enriquit**, on la proporció d’U-235 s’eleva a **entre el 3% i el 7%** (per a reactors comercials). • És tècnicament possible arribar a **enriquiments del 90% o més**, però això requereix **un cost energètic i tecnològic molt elevat**. Aquests nivells alts interessen **sobretot per a usos militars (bombes atòmiques)**. ### Enriquiment i risc de proliferació • L’enriquiment es fa amb **centrífugues** que separen els isòtops per diferència de massa (238 vs 235). • Com més **etapes de centrifugat** hi ha, més alt és l’enriquiment; per això la **comunitat internacional es preocupa** pel nombre de centrifugadores d’alguns països (indicador d’aspiracions militars). --- ## 6. El cicle del combustible nuclear: de França a Salamanca ### Planta d’enriquiment a França • Espanya **no disposa de plantes d’enriquiment**. L’urani es **enriqueix a l’estranger**, principalment a França. • L’empresa **Eurodif** és un consorci europeu en què participen diversos països (Holanda, França, Anglaterra, Suïssa, Espanya...). • A la zona entre **Valence i Lió**, a França, hi ha grans instal·lacions nuclears: - Un dels reactors d’uns **1.000 MW** està dedicat gairebé **exclusivament a subministrar energia** a la planta d’enriquiment (les centrífugues consumeixen moltíssima electricitat). ### Fase química: de sòlid a gas i de gas a ceràmic • Per poder centrifugar l’urani, primer es transforma en **hexafluorur d’urani (UF₆)**, que és **gas** a temperatures adequades. • Després de l’enriquiment, s’inverteix el procés i el material torna a formes sòlides, fins arribar a **òxid d’urani**, que és **ceràmic** i adequat per a l’ús en reactors. ### Fàbrica de combustible a Salamanca • A prop de Salamanca hi ha l’empresa **ENUSA**, que es dedica a **fabricar el combustible nuclear** per a les centrals espanyoles. • L’urani enriquit arriba a ENUSA **en forma de pols d’òxid d’urani**, en **bidons**, no en sacs. • A la fàbrica: - Es **premsa** la pols per formar **petites pastilles ceràmiques** (semblants a didals). - Aquestes pastilles s’introdueixen, una sobre l’altra, dins d’un **tub metàl·lic allargat (veina)**, d’uns **4 metres de longitud**. - Diverses veines s’agrupen per formar un **element combustible nuclear**. • A l’interior de cada veina hi ha **un gas** que manté un espai controlat entre la pastilla i la paret, per copsar l’**expansió per temperatura** i garantir una **bona transmissió de calor**. --- ## 7. Transport del combustible: seguretat física i radiològica ### Regulació internacional del transport • El transport de **matèries perilloses** (explosius, tòxics, radioactius...) està regulat per **reglaments internacionals** diferents segons el mitjà: - transport per carretera - transport marítim - transport per ferrocarril • Dins aquests reglaments, **un capítol específic** (el setè, en el cas esmentat) tracta el **transport de materials radioactius i nuclears**. ### Acompanyament policial i vigilància • Quan es fa una **recàrrega de combustible** a una central nuclear, l’element combustible nou surt en tràilers des de Salamanca. • Aquests combois són **transport de material fissionable**, sensible des del punt de vista de **seguretat** (perquè es podria voler robar per fer-ne un mal ús). • Per això: - El transport va **acompanyat per la força pública**. - En territori sense policia autonòmica pròpia, l’escorta és de la **Guardia Civil**. - En entrar a Catalunya, l’acompanyament passa a ser dels **Mossos d’Esquadra**. - El control radiològic addicional és responsabilitat de la Generalitat, a través del **Servei de Coordinació d’Activitats Radioactives (SCAR)**. • Aquest seguiment es manté **fins a la porta de la central nuclear**, on la instal·lació assumeix el control. ### Protecció del combustible nou • Quan s’inspeccionen i es manipulen els **elements combustibles nous** dins la central, el personal no porta vestimenta d’“astronauta”. • La protecció que es fa servir és bàsicament per **no contaminar el combustible**: - bata de treball - **guants de cotó** (“de primera comunió”), per evitar deixar greix o brutícia sobre les vaines. • Qualsevol impuresa sobre la superfície podria **dificultar la transmissió de calor** de la pastilla a la veina i, a llarg termini, **provocar fissures** i **fuites de gasos radioactius**. > La prioritat en aquesta fase no és protegir l’operari del combustible, sinó protegir el **combustible** de l’operari. --- ## 8. El combustible “gastat” i el reprocessament ### Què passa dins del reactor • Quan el reactor funciona: - Els àtoms d’**U-235** es **trenquen (fissionen)**, produint **fragments altament radioactius** i **neutrons**. - Els neutrons alliberats poden ser absorbits per àtoms d’**U-238**, transformant-los en **plutoni-239 (Pu-239)**. • El **Pu-239** també és un **material fissible**, capaç de produir energia en reactors i susceptible d’ús militar. • A la natura **no hi ha mines de plutoni-239**, ja que el seu temps de semidesintegració és de **desenes de milers d’anys**, i el que es va formar en l’origen del sistema solar ja ha desaparegut. Per tant, el plutoni actual **es fabrica als reactors**. ### Combustible irradiat vs “gastat” • El combustible que ha estat al reactor s’anomena habitualment **“combustible gastat”**, tot i que **encara conté urani i plutoni reutilitzables**. • Castelló prefereix dir-ne **“combustible irradiat”** (exposat a neutrons), perquè el terme “gastat” és enganyós: **hi queda energia aprofitable**. ### Emmagatzematge en piscines • El combustible irradiat és **altament radioactiu** i genera **molt de calor**. • Per gestionar-lo, les centrals disposen de **piscines de combustible gastat**, que: - proporcionen **refrigeració** (l’aigua absorbeix el calor). - serveixen de **blindatge radiològic** (l’aigua atenua molt la radiació). - faciliten la **manipulació remota** (amb pont-grua), sense necessitat d’equips exagerats. • A més, l’aigua de la piscina i altres sistemes actuen com a **control de la reactivitat**, evitant que el material pugui tornar a entrar en situació de criticitat. ### El projecte de reprocessament • Les piscines es van dissenyar, en origen, amb la idea que el combustible irradiat s’hi quedaria **un temps limitat**, fins que es pogués **enviar a plantes de reprocessament**. • En el cas de **Vandellós I**, el **combustible irradiat** s’enviava a una planta francesa, a **La Hague (Normandia)**, fruit d’un acord hispano-francès. • Allà es feia el **reprocessament**: - Es **recuperava l’urani (235 i 238) no consumit**. - S’extreia el **plutoni-239** format. - Es separaven altres elements d’interès. - La fracció restant, altament radioactiva, es **vitrificava** (barrejada amb vidre fos) per immobilitzar-la i fer-ne més segur l’emmagatzematge a llarg termini. • Tot aquest procés té **un cost econòmic molt elevat**: - França **cobra** per custodiar, processar i emmagatzemar temporalment els residus. - Quan el reprocessament ha acabat, el país d’origen **rep de tornada els residus vitrificats**, que **continuen essent seva responsabilitat**. --- ## 9. Tancament i línies futures • L’entrevista es queda curta i molts aspectes del **cicle complet del combustible nuclear** queden per aprofundir en futurs programes. • S’acorda reprendre el tema l’any vinent i també dedicar una sessió específica a: - **els components tòxics del tabac** - la **conscienciació de la població fumadora** perquè entengui que “no s’està fent cap favor”. • El programa acaba amb felicitacions de **Bones Festes** i amb el compromís de tornar a parlar tant d’**energia nuclear** com de **salut pública**.

['urani', 'radioactivitat', 'radó', 'càncer de pulmó', 'tabac', 'poloni-210', 'fissió nuclear', 'U-235', 'U-238', 'enriquiment d’urani', 'Eurodif', 'ENUSA', 'Salamanca', 'combustible nuclear', 'plutoni-239', 'reprocessament', 'La Hague', 'residus nuclears', 'piscines de combustible', 'seguretat nuclear', 'transport de materials perillosos', 'centrals nuclears', 'Vandellós I', 'gas radó a Espanya']