Roturas y deformaciones en los internos del reactor Atucha II

El núcleo del reactor de la Central Nuclear Atucha II. Foto: Nucleoeléctrica Argentina SA.

por Cristian Basualdo

La Central Nuclear Atucha II (CNA II) salió de servicio el 9 de marzo de 2022, una parada programada de cuatro meses y medio, para realizar “tareas de mantenimiento relevantes desde el punto de vista de la seguridad”, según informó la Autoridad Regulatoria Nuclear, entre las que destaca el reemplazo de los tubos guía de las sondas de flujo neutrónico, y la extracción de los tubos guía de las barras de control hidráulicas.

La CNA II es un modelo de agua pesada presurizada con recipiente de presión, el núcleo del reactor es de forma aproximadamente cilíndrica y consta de 451 canales de refrigeración dispuestos verticalmente rodeados por el moderador, el que se encuentra dentro del tanque del moderador. Además, hay tubos para la medición y el control del flujo neutrónico. La mayoría de los internos forman la estructura del núcleo del reactor.

Un defecto de diseño

Los tubos guía de las sondas de flujo neutrónico son tubos de zircaloy de 5,99 m de largo y 5,2 cm de diámetro, en cuyo interior va montada una lanza con 6 detectores de flujo neutrónico, los cuales permiten medir el flujo de neutrones dentro del núcleo del reactor durante la operación a potencia.

En abril de 2017, se observó la deformación por pandeo de los tubos guía N2 y N3, el pandeo es un fenómeno que se manifiesta en elementos esbeltos sometidos a compresión y consiste en la aparición de desplazamientos transversales al esfuerzo de compresión. Se determinó que la causa directa fue el atasco entre el tubo guía y la tapa del tanque del moderador, que se produjo durante la transición de la condición de planta en estado caliente a la parada en frío. Al contraerse y no poder deslizarse los tubos guía se doblaron. La causa principal fue un defecto de diseño.

En ese momento se extrajo la sonda de N2, y se sustituyó la funcionalidad de los detectores de flujo de neutrones relacionados haciendo ajustes en las regulaciones del control y distribución de la potencia, y en el sistema de limitación. También se realizaron estudios de ingeniería para asegurar que el N3 mantendría su integridad estructural.

Errores en el montaje

El diseño original había contemplado el uso de 9 barras de control hidráulico para regular las oscilaciones del xenón y como cierre de la reactividad negativa durante las paradas. Los estudios realizados antes del montaje de los elementos internos del reactor establecieron que las barras de control hidráulicas no eran necesarias para el funcionamiento del reactor. Se montaron los tubos guía de la barras hidráulicas pero la barra interna no se montó debido a este cambio de criterio de diseño.

El documento de diseño original indicaba que, en caso de que las barras de control no estuvieran montadas, se debía montar una barra “ficticia” o un tapón en su lugar para reducir el flujo de agua pesada que circulaba por el tubo guía. Esta varilla “ficticia” no se montó lo que provocó la interacción mecánica producto del pasaje de agua pesada por su interior. En abril de 2017, se observaron roturas y daños en los tubos guía de varillas hidráulicas SX1, SX3, y SH2. Antes de la reanudación de la planta, todos los tubos guía de las varillas hidráulicas fueron sellados.

A manera de conclusión, menos de un año después del inicio de las operaciones comerciales de la CNA II, Nucleoeléctrica detectó fallas en los internos del reactor y tomó medidas paliativas para seguir operando la central, una política de vamos viendo que la empresa estatal explicó de una manera elegante: “Se programó la realización de las mejoras y/o cambios de diseño a través de un programa de intervención del reactor 2017-2023”.