miércoles, 23 de marzo de 2011

¿Máquina del tiempo en el LHC?

Fuente: Neofronteras

Proponen una idea muy especulativa según la cual ciertas partículas podrían viajar hacia el pasado o futuro a través de atajos extradimensionales.
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Mientras que en el LHC sigue sin aparecer nada interesante, los teóricos continúan proponiendo ideas de las cosas que habría que ir buscando en sus colisiones. Según Tom Weiler y Chui Man Ho, ambos de Vanderbilt University, en este colisionador quizás se den eventos compatibles con el viaje hacia atrás en el tiempo de ciertas partículas. Según admite el propio Weiler, la proposición es bastante atrevida, pero según él no violaría ninguna ley de la Física o limitaciones experimentales.
Una de las metas del LHC es encontrar el bosón de Higgs, partícula (o partículas) que dotarían de masa al resto de las partículas del modelo Estándar. Hasta ahora no parece que la hayan encontrado. Los últimos resultados del Fermilab dicen (después de no haberlo encontrado tampoco en otra banda de energía) que si existe debe tener una masa más ligera de lo esperado (con una masa entre 114 y 156 GeV/c2) y que será por tanto más complicado encontrarla entre un mar de ruido*.
Si finalmente el bosón de Higgs aparece, quizás también lo haga junto a él el singlete de Higgs, partícula que algunos teóricos sostienen que podría existir.
Según Weiler y Ho, los singletes de Higgs podrían tener la capacidad de saltar a una dimensión extra del espacio y moverse hacia adelante o hacia atrás en el tiempo, reapareciendo de nuevo en nuestro espacio ordinario en el pasado o en el futuro. Este tipo de eventos evitarían las paradojas que normalmente están asociadas con los viajes en el tiempo. Se evitaría por ejemplo la contradicción lógica que supone que alguien pudiera viajar a atrás en el tiempo y matar a su abuelo siendo éste niño, evitando así su propia existencia y el propio viaje en el tiempo. En este caso el viaje en el tiempo estaría limitado sólo a ciertas partículas y no se podrían enviar humanos al pasado al estar hechos de partículas corrientes. Según Weiler, aún así se podrían enviar mensajes al pasado o al futuro (con la inevitable aparición de paradojas que Weiler no parece ver).
Se podría comprobar esta idea mientras se observan las colisiones en el LHC. Los singletes de Higgs decaerían en otras partículas de manera espontánea y esto se podría dar antes de producirse la propia colisión que los genera si los singletes han conseguido viajar hacia atrás en el tiempo.
Estos dos teóricos se basan en la teoría M, algo que no sabe muy bien lo que es (salvo el ser un subproducto de la teoría de cuerdas). Según este esbozo de teoría se requerirían 10 u 11 dimensiones en lugar de las cuatro que conocemos (3+1). Nuestro universo estaría embebido en una brana cuatridimensional (3+1) que flotaría en un espacio multimensional.
Según esta idea, los bloques básicos del universo (las partículas) estarían atrapadas en la brana y no podrían viajar por las otras dimensiones espaciales. La excepción serían los gravitones que podrían salir “fuera” y ésta sería la razón de que la fuerza de gravedad sea tan débil comparada con el resto de las fuerzas. Según algunos cuerdistas incluso lo que observamos como materia oscura no sería más que el efecto de los gravitones provenientes de otras branas, de otros universos “paralelos”. Estos universos paralelos son el producto teórico de los 10500 estados de vacío que proporciona la teoría.
Otras partículas que podrían escapar de nuestra brana serían los singletes de Higgs, partículas que responderían a la gravedad pero no a las otras fuerzas básicas.
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Ilustración de un singlete de Higgs viajando en el tiempo. Un par de protones colisionan en el LHC y se genera un singlete de Higgs que viaja en el tiempo al abandonar las brana tridimensional de espacio habitual. Fuente: Jenni Ohnstad, Vanderbilt.
Esta idea proviene de cuando Weiler, Heinrich Päs y Sandip Pakvasa (éstos dos últimos de la Universidasd de Hawaii) propusieron que las anomalías observadas en los experimentos de neutrinos podrían deberse a la existencia de los neutrinos estériles, neutrinos que sólo interaccionarían a través de la fuerza de gravedad y que tampoco estarían atrapados en la brana, serían capaces, por tanto, de viajar a otras branas. Estos tres autores propusieron que los neutrinos estériles podrían viajar más rápidos que la luz tomando atajos a través de las dimensiones extras. Algo que sería, hasta cierto punto, equivalente a viajar en el tiempo. En 2007 publicaron un artículo titulado “Neutrino time travel” que levantó cierto revuelo. Estas ideas inspiraron dos novelas “Final Theory” de Mark Alpert y “Accidental Time Machine” de Joe Haldeman.
*Más grave aún es el no haber encontrado aún señales de la existencia de supersimetría (SUSY), hecho éste que pone en graves aprietos a esta idea y deja sin sentido la vida académica, de 30 años de duración, de algunos teóricos. Además afecta a las teorías de cuerdas, que habían depositado en la aparición de SUSY una posible (y falsa) prueba de la validez de la teoría.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3435
Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo en ArXiv.
Neutrino time travel.

martes, 22 de marzo de 2011

¿El espacio es como un tablero de ajedrez?

Fuente: Ciencia Kanija

Artículo publicado originalmente por Jennifer Marcus el 18 de marzo de 2011 en la web de UCLA.
Físicos de UCLA se propusieron diseñar un transistor mejor y terminaron descubriendo una nueva forma de pensar sobre la estructura del espacio.
El espacio normalmente se considera como infinitamente divisible – dadas dos posiciones cualesquiera, siempre hay una posición intermedia. Pero en un reciente estudio con el objetivo de desarrollar transistores ultra-rápidos usando grafeno, investigadores del Departamento de Física y Astronomía de UCLA y el Instituto Nanosystems de California demostraron que dividir el espacio en posiciones discretas, como en un tablero de ajedrez, podría explicar cómo los electrones puntuales, que no tienen radio finito, logran transportar su momento angular intrínseco, o “espín”.
Espín en el grafeno

Aunque estudiaban las propiedades electrónicas del grafeno, el profesor Chris Regan y el estudiante graduado Matthew Mecklenburg encontraron que una partícula puede adquirir espín viviendo en el espacio con dos tipos de posiciones – baldosas oscuras y claras. La partícula parece girar si las baldosas están tan cerca que no se puede detectar su separación.
“El espín de un electrón podría surgir debido a que el espacio, a distancias muy pequeñas, no es tan liso, sino que está segmentado, como un tablero de ajedrez”, dice Regan.
Sus hallazgos se publican en la edición del 18 de marzo de la revista Physical Review Letters.
En la mecánica cuántica, “espín up” y “espín down” se refieren a los dos tipos de estados que se pueden asignar a un electrón. Que el espín del electrón puede tener sólo dos valores – no uno, tres o un número infinito – ayuda a explicar la estabilidad de la materia, la naturaleza de los enlaces químicos y muchos otros fenómenos fundamentales.
Sin embargo, no está claro cómo logra el electrón el movimiento giratorio que implica este espín. Si el electrón tiene un radio, la superficie implicada tendría que moverse más rápido que la velocidad de la luz, violando la teoría de la relatividad. Y los experimentos demuestran que el electrón no tiene radio; se cree que es una partícula puramente puntual, sin superficie ni subestructura que pudiese girar.
En 1928, el físico británico Paul Dirac demostró que el espín del electrón está íntimamente relacionado con la estructura del espacio-tiempo. Su elegante argumento combinó la mecánica cuántica con la relatividad especial, la teoría de Einstein sobre el espacio-tiempo (célebremente representada por la ecuación E=mc2).
La ecuación de Dirac, lejos de simplemente acomodar el espín, en realidad necesita del mismo. Pero mientras demostraba que la mecánica cuántica relativista requiere del espín, la ecuación no ofrece una descripción mecánica para explicar cómo una partícula puntual logra transportar momento angular, ni por qué este espín tiene dos valores.
Al desvelar un concepto que es a la vez novedoso y aparentemente simple, Regan y Mecklenburg encontraron que los dos valores del espín del electrón pueden surgir a partir de un espacio con dos tipos de baldosas – claras y oscuras – como un tablero de ajedrez. Y desarrollaron este modelo mecánico cuántico mientras trabajaban en el sorprendentemente práctico problema de cómo crear unos mejores transistores a partir de un nuevo material llamado grafeno.
El grafeno, una única lámina de grafito, es una capa de un átomo de carbono de grosor, ordenada en una estructura de panal. Aislado por primera vez en 2004 por parte de Andre Geim y Kostya Novoselov, el grafeno tiene una enorme cantidad de extraordinarias propiedades electrónicas, tales como alta movilidad electrónica y capacidad de conducir corriente. De hecho, estas propiedades son tales promesas de revolucionarios avances que Geim y Novoselov recibieron el Premio Nobel 2010 apenas seis años después de su logro.
Regan y Mecklenburg son parte de un esfuerzo de UCLA por desarrollar transistores extremadamente rápidos usando este nuevo material.
“Queríamos calcular la amplificación del transistor de grafeno”, dice Mecklenburg. “Nuestra colaboración estaba construyéndolos y necesitaban saber cómo de bien funcionarían”.
Estos cálculos implicaban la comprensión de cómo interacciona la luz con los electrones del grafeno.
Los electrones del grafeno se mueven saltando de un átomo de carbono a otro, como si saltasen en un tablero de ajedrez. Las baldosas del tablero de ajedrez de grafeno son triangulares, con las baldosas oscuras apuntando arriba y las claras abajo. Cuando un electrón absorbe un fotón, salta de las baldosas claras a las oscuras. Mecklenburg y Regan demostraron que esta transición es equivalente a cambiar el espín de “up” a “down”.
En otras palabras, confinar los electrones del grafeno en posiciones discretas del espacio, les da el espín. Este espín, que se deriva de la geometría especial de la red en forma de panal del grafeno, es una adición distinta del espín usual transportado por el electrón. En el grafeno, el espín adicional refleja la estructura no resuelta de tablero de ajedrez en el espacio que ocupa el electrón.
“Mi supervisor [Regan] pasó su doctorado estudiando la estructura del electrón”, dice Mecklenburg. “Por lo que estaba muy entusiasmado de ver que el espín puede surgir a partir de la red. Esto hace que te preguntes si el espín normal del electrón podría generarse de la misma forma”.
“No está claro si este trabajo será más útil en la física de partículas o de materia condensada”, dice Regan, “pero sería extraño que la estructura de panal del grafeno fuese la única red capaz de generar espín”.

Autor: Jennifer Marcus
Fecha Original: 18 de maro de 2011
Enlace Original

jueves, 17 de marzo de 2011

Cómo Preparar Galletas Moscovitas.

Ingredientes para preparar Galletas Moscovitas


  • 100 gr. de almendra cruda granulada.
  • 80 gr. de azúcar.
  • 2 claras de huevo.
  • 20 gr. de mantequilla pomada.
  • 3 rodajas de naranja confitada.
  • 100 gr. de chocolate Postres.

Con un varilla, mezclar bien todos los ingredientes menos el chocolate, que servirá para pintar las galletas, hasta que quede una mezcla espesa. En una bandeja de horno, forrada con papel vegetal o silpat, ir echando con ayuda de una cuchara o una manga pastelera, montoncitos de masa. Hornear con el horno ya precalentado a 180º unos 10 minutos o hasta que empiecen a dorarse.

Una vez cocidas, veremos que la masa de las galletas se habrá extendido y posiblemente enganchado unas con otras. Con un cortapastas redondo, iremos marcando las galletas en caliente y una vez frías, podremos despegarlas fácilmente. Fundir el chocolate en el microondas 1 minuto, dejarlo reposar otro minuto dentro y mezclaremos con una cuchara hasta que esté bien desecho. Con una cuchara cubriremos de chocolate la parte posterior de las galletas moscovitas y lo dejaremos enfriar hasta que endurezca.

Top 10 Distribuciones ligeras para tu Pc.

Fuente: Ubuntizando el planeta

Se nos a ocurrido hacer un "Top 10" con algunas distribuciones que permitan rescatar viejos equipos o liberar de pesados complementos nuestros escritorios. Quiero aclarar que estas selección es puramente arbitraria, aunque tratamos de enumerarlas acabando en la distribución que menos recursos consumirá en nuestros equipos.

10. Xubuntu

xubuntu

Xubuntu es de las distribuciones "ligeras" que podemos elegir más pesadas. Hoy por hoy recomendariamos su uso a usuarios que buscan sencillez pero sin renunciar a todas las funciones que ofrece Ubuntu en un entorno "conocido" por todos.

La compatibilidad con el sabor clásico Ubuntu (Gnome) es total y no es complicado hacerse con él en pocos minutos.

9. Lubuntu
lubuntu
En la misma linea de Xubuntu, Lubuntu es otro sabor Ubuntu para equipos ligeros. En este caso basado consta de un entorno basado en OpenBox. Por tanto es mucho mas ligero que Xubuntu, manteniendo la compatibilidad con Ubuntu a nivel de repositorios. Personalmente es una de nuestras favoritas. Rapida y muy funcionarl. Desgraciadamente debido a los cambios en las politicas de soporte establecidas por Canonical no podemos usarlo en equipos con arquitecturas anteriores a i686.

8. Mint LXDE
MInt LXDE

Linux Mint es una distribucion creo que a estas alturas de sobra conocida por todos. Se trata de una distribucion que pretende poner las cosas faciles a sus usuarios. Mucho mas de lo que ya lo hace Ubuntu, tiene la "virtud" de incluir todos los codecs necesarios para comenzar a trabajar desde el primer momento con nuestro sistema a la hora de reproducir ficheros multimedia.

Se basa en Ubuntu, aunque existe una version basada en Debian. Tambien lo encontramos presentado en diferentes sabores, Gnome, KDE o LXDE. En este ultimo sabor se comporta de forma excelente en netbooks.


CrunchBang
Actualmente se encuentra basada en Debian, se trata de una distribución que originalmente nace para dar soporte a netbooks como el Asus eepc 700,  con el tiempo ha ganado toda una comunidad de adeptos alcanzando un nivel de madurez mas que recomendable.


6. Puppy Linux
Puppy Linux
Si hablamos de distribuciones ligeras, Puppy Linux es una de las más recomendadas. Prácticamente de carga completamente en la RAM de nuestro equipo. Podemos cargarla en una memoria USB y usarla con completa normalidad. En 100 megas tenemos un sistema completo y muy usable.

5. Macpup Linux
Macpup Linux
MacPuc es la versión enchulada con el gestor de ventana Enlightenment E17. Ocupa un poco más de 180 Mb en memoria y se comporta muy bien en todo tipo de equipos.

4. SliTaz
SliTaz
Esta es una distribución Gnu/Linux sorprendente, en 30 megas disponemos de Firefox, herramientas para ftp, ssh, un servidor web  basado en Lighttpd totalmente funcional.


3. GALPon MiniNo
GALPon MiniNo
Galpon Minino es una distribución a la cual le tengo cierto cariño. Es fruto del esfuerzo de un grupo de aficionados al software libre por darle nuevo uso a los equipos que iban recibiendo para su rehabilitación.  Basada en Debian, es capaz de ejecutarse en todo tipo de equipos.  Peca de un interface de uso algo complicado de manejar, aunque es completamente personalizable.

2. Damn Small Linux
Damn Small Linux
Volviendo a las distribuciones compactas,  Damn Small Linux, es mi favorita. Hace unos años un Intel Dot Station con un Celeron a 300Mhz y 128 megas de RAM era uno de mis juguetes preferidos para cacharrear en casa en mis ratos libres. Damn Small Linux sirvió para aprender a sacar provecho a aquella maquina. Literalmente era fantástico, no sin alguna dificultad pero me permitía sacar todo el jugo.

También podemos usarla desde una memoria USB, una autentica navaja suiza. Al menos para mi lo ha sido.

1. Deli Linux/ConnochaetOS
ConnochaetOS
ConnochaetOS es la sucesora de Deli Linux una distro especialmente diseñada para PCs de bajos recursos y basada en Arch Linux que utiliza LXDE como entorno de escritorio. Podemos usarla para casi cualquier uso. Incluso permitir que un i586 sea usado de nuevo como servidor.

Seguramente podemos añadir o quitar alguna distribución, por eso dejamos los comentarios abiertos para que puedas sugerir tu favorito.

martes, 15 de marzo de 2011

Documental sobre los juegos de rol.


Qué está ocurriendo en la central nuclear de Japón.

Fuente: Ciencia Kanija

Estoy escribiendo este texto (12 de marzo) para calmarte respecto a algunas ideas sobre los problemas de Japón, es decir, la seguridad de los reactores nucleares de Japón. Primero que todo, la situación es seria, pero está bajo control. ¡Y este texto es largo! Pero sabrás más sobre plantas de energía nuclear tras leerlo que todos los periodistas del planeta juntos.
No habrá ni hubo ninguna liberación significativa de radiactividad.
Núcleo del reactor de Fukushima

Por “significativa” quiero decir un nivel de radiación mayor de lo que recibirías en – digamos – un vuelo de larga distancia, o al beber un vaso de cerveza que procede de ciertas áreas con altos niveles de radiación natural de fondo.
He estado leyendo cada publicación de noticias sobre el incidente desde el terremoto. No ha habido ni un solo informe (¡!) que fuese preciso y estuviese libre de errores (y parte del problema es también una debilidad en la crisis japonesa de comunicación). Por “no libres de errores” no me refiero al periodismo tendencioso antinuclear – que es algo bastante normal en estos días. Por “no libre de errores” me refiero a graves errores respecto a la física y las leyes naturales, así como a una amplia malinterpretación de los hechos, debido a una obvia carencia de comprensión básica y fundamental de cómo se construyen y manejan los reactores nucleares. He leído un informe de tres páginas de la CNN en la que cada párrafo contenía un error.
Vamos a cubrir algunos fundamentos, antes de entrar en qué está pasando.
Construcción de las plantas de energía nuclear de Fukushima
Las plantas de Fukushima son conocidas como Reactores de Agua en Ebullición (Boiling Water Reactors), o BWR para abreviar. Los Reactores de Agua en Ebullición son similares a una olla a presión. El combustible nuclear calienta el agua, el agua hierve y crea vapor, el vapor entonces mueve las turbinas que crean la electricidad, y el vapor se enfría y se condensa para volver a ser agua, y se envía el agua a que se caliente de nuevo por parte del combustible nuclear. La olla a presión funciona aproximadamente a 250º C.
El combustible nuclear es óxido de uranio. El óxido de uranio es una cerámica con un punto de fusión muy alto, de aproximadamente 3000º C. El combustible se fabrica en pequeñas bolas (piensa en pequeños cilindros del tamaño de piezas de Lego). Esas piezas se colocan en un largo tubo hecho de Zircaloy con un punto de fusión de 2200º C, y selladas a conciencia. Este ensamblaje se conoce como barra de combustible. Estas barras de combustible se unen para formar grandes paquetes, y un número de estos paquetes se colocan en el reactor. A todos estos paquetes unidos es a lo que nos referimos como “el núcleo”.
La envoltura de Zircaloy es la primera contención. Separa el combustible radiactivo del resto del mundo.
El núcleo se coloca entonces en las “vasijas de presión”. Ésta es la olla a presión de la que hablábamos antes. Las vasijas de presión son la segunda barrera de contención. Es una sólida pieza de una olla, diseñada para contener con seguridad el núcleo hasta temperaturas de varios cientos de grados C. Esto cubre los escenarios donde puede restablecerse en algún punto el enfriamiento.
Todo el “material” del reactor nuclear – las vasijas de presión y todas las tuberías, bombas, reservas de refrigerante (agua), son encapsuladas en una tercera barrera de contención. El tercer confinamiento es una burbuja sellada herméticamente (al vacío) muy gruesa, del acero y hormigón más fuerte. El tercer confinamiento está diseñado, construido y probado para un único propósito: Contener, indefinidamente, una fusión completa del núcleo. Para tal propósito, se coloca una gran y gruesa cuenca de hormigón bajo las vasijas de presión (el segundo confinamiento), todo dentro del tercer contenedor. Esto es lo que se conoce como “receptor del núcleo”. Si el núcleo se funde y las vasijas de presión estallan (y finalmente se funden), recibirá el combustible fundido y todo lo demás. Normalmente se construye de tal forma que el combustible nuclear se disperse, para que pueda enfriarse.
Este tercer contenedor está rodeador por el edificio del reactor. El edificio del reactor es una cobertura externa pensada para mantener el clima, pero no para invitados. (Ésta es la parte que se dañó en la explosión, pero hablaremos más sobre eso después).
Fundamentos de las reacciones nucleares
El combustible de uranio genera calor por fisión nuclear. Los grandes átomos de uranio se dividen en átomos menores y esto genera calor además de neutrones (una de las partículas que forman un átomo). Cuando el neutrón impacta con otro átomo de uranio, se divide, generando más neutrones y así sucesivamente. Esto es lo que se conoce como reacción nuclear en cadena.
Ahora, simplemente empaquetar una gran cantidad de barras de combustible una junto a otra, llevaría rápidamente a un sobrecalentamiento tras unos 45 minutos, lo que desembocaría en una fusión de las barras de combustible. Merece la pena mencionar en este punto que el combustible nuclear de un reactor nunca puede provocar una explosión nuclear del tipo de una bomba nuclear. Construir una bomba nuclear es, en realidad, bastante difícil (pregúntale a Irán). En Chernóbil, la explosión fue provocada por un exceso de presión acumulada, la explosión del hidrógeno y una fractura en todas las barreras de contención, lanzando material fundido del núcleo al entorno (una “bomba sucia”). Por qué eso no ha sucedido, ni sucederá, en Japón se explica más adelante.
Para controlar la reacción nuclear en cadena, los operadores del reactor usan lo que se conoce como “barras de control”. Las barras de control absorben los neutrones y acaban inmediatamente con la reacción en cadena. Un reactor nuclear se construye de tal forma, que cuando opere normalmente, elimines todas las barras de control. El agua refrigerante se lleva el calor (y lo convierte en vapor y electricidad) al mismo ritmo que el núcleo lo produce. Y tienes una gran libertad de acción alrededor del punto de funcionamiento estándar de 250ºC.
El desafío es que tras insertar las barras y detener la reacción en cadena, el núcleo aún sigue generando calor. El uranio “detuvo” la reacción en cadena. Pero el uranio crea un número de elementos radiactivos intermedios durante el proceso de fisión, más notablemente isótopos de cesio y yodo, es decir, versiones radiactivas de estos elementos que finalmente se dividirán en átomos menores y dejarán de ser radiactivos. Estos elementos siguen decayendo y generando calor. Debido a que no se regeneran más a partir del uranio (el uranio dejó de decaer después de que se colocasen las barras de control), obtienen cada vez menos, y el núcleo se enfría en cuestión de días, hasta que esos elementos radiactivos intermedios se agotan.
Este calor residual es lo que está provocando dolores de cabeza actualmente.
Por lo que el primer “tipo” de material radiactivo es el uranio de las barras de combustible, además de los elementos radiactivos intermedios en los que se divide el uranio, también dentro de la barra de combustible (cesio y yodo).
Hay un segundo tipo de material radiactivo creado, fuera de las barras de combustible. La primera gran diferencia es evidente: Esos materiales radiactivos tienen una vida media muy corta, eso significa que decaen muy rápido y se dividen en materiales no radiactivos. Por rápido quiero decir segundos. Por lo que si esos materiales radiactivos se liberan al entorno, sí, se libera radiactividad, pero no, no es peligrosa, en absoluto. ¿Por qué? En el tiempo que te lleva deletrear “R-A-D-I-O-N-Ú-C-L-I-D-O”, se harán inocuos, debido a que se dividirán en elementos no radiactivos. Estos elementos radiactivos son N-16, el isótopo radiactivo (o versión) del nitrógeno (aire). Los otros son gases nobles tales como el argón. Pero, ¿de dónde proceden? Cuando se divide el uranio, se genera un neutrón (ver arriba). La mayor parte de estos neutrones impactarán con otros átomos de uranio y mantendrán en marcha la reacción nuclear en cadena. Pero algunos abandonarán la barra de combustible e impactarán en las moléculas de agua, o el aire que hay en el agua. Entonces, un elemento no radiactivo puede “capturar” el neutrón y se convierte en radiactivo. Como se describe más arriba, rápidamente (en segundos) se liberará del neutrón para volver a su anterior y hermoso yo.
Este segundo “tipo” de radiación es muy importante cuando hablemos posteriormente sobre la radiactividad liberada al entorno.
Qué sucedió en Fukushima
Intentaré resumir los hechos principales. El terremoto que impactó en Japón fue cinco veces más potente que el peor terremoto para el que fue construida la planta de energía nuclear (la escala Richter funciona de forma logarítmica; la diferencia entre el 8,2 para el que las plantas fueron construidas y el 8,9 que tuvo lugar es de 5 veces, no 0,7). Por lo que el primer “hurra” vaya para los ingenieros japoneses, todo se mantuvo en pie.
Cuando el terremoto impactó con sus 8,9, los reactores nucleares pasaron a un apagado automático. Segundos después de que se iniciara el terremoto, las barras de control se habían insertado en el núcleo y la reacción nuclear en cadena del uranio se detuvo. Ahora, el sistema de refrigeración tiene que eliminar el calor residual. La carga de calor residual es de aproximadamente el 3% de la carga de calor bajo las condiciones de funcionamiento normal.
El terremoto destruyó el suministro externo de energía del reactor nuclear. Éste es uno de los accidentes más serios para una planta de energía nuclear, y por consiguiente, un “apagón en la planta” recibe una gran atención cuando se diseñan los sistemas de respaldo. Se necesita la energía para mantener en funcionamiento las bombas refrigerantes. Dado que la planta de energía había sido desactivada, no puede producir electricidad por sí misma.
Las cosas fueron bien durante una hora. Un conjunto de múltiples equipos de generadores de energía Diesel de emergencia entraron en funcionamiento y proporcionaron la electricidad necesaria. Entonces llegó el tsunami, mucho mayor de lo que se había esperado cuando se construyó la planta de energía. El tsunami desactivó múltiples conjuntos de generadores Diesel de respaldo.
Cuando se diseña una planta de energía nuclear, los ingenieros siguen una filosofía conocida como “Defensa de Profundidad”. Esto significa que primero construyes todo para lidiar con la peor catástrofe que puedas imaginar, y luego diseñas la planta de forma que aún pueda manejar un sistema de fallo (eso que pensabas que nunca podría suceder) tras el otro. Un tsunami acabando con la energía de respaldo en un rápido golpe es tal escenario. La última línea de defensa es colocar todo en el tercer contenedor (ver arriba), que mantendrá todo, sea cual sea el problema, barras de control dentro o fuera, núcleo fundido o no, dentro del reactor.
Cuando los generadores Diesel se apagaron, el reactor cambió a la energía de las baterías de emergencia. Las baterías fueron diseñadas como uno de los respaldos del respaldo, para proporcionar energía para el enfriamiento del núcleo durante 8 horas. Y así lo hicieron.
Durante esas 8 horas, tenía que encontrarse otra fuente de energía y conectarla a la planta. La red de energía estaba caída debido al terremoto. Los generadores Diesel quedaron destruidos por el tsunami. Por tanto, se desplegaron generadores Diesel móviles.
Aquí es donde las cosas empezaron a ponerse realmente feas. Los generadores de energía externos no podían conectarse a la planta (los enchufes no encajaban). Por lo que, cuando se agotaron las baterías, no podía eliminarse el calor residual.
En este punto, los operadores de la planta empezaron a seguir los procedimientos de emergencia establecidos para un “evento de pérdida de refrigeración”. Esto es, de nuevo, un paso a lo largo de las líneas de “Defensa de Profundidad”. La energía para los sistemas de enfriamiento nunca debería haber fallado completamente, pero pasó, por lo que se “retiraron” a la siguiente línea de defensa. Todo esto, a pesar de lo impactante que nos parece a nosotros, es parte del entrenamiento cotidiano que pasas como operador, para gestionar con éxito una fusión del núcleo.
Ésta fue la etapa en la que se empezó a hablar de fusión del núcleo. Debido a que al final del día, si no puede restaurarse el enfriamiento, el núcleo finalmente se fundirá (tras horas o días), y la última línea de defensa, el receptor del núcleo y el tercer contenedor, entrarían en juego.
Pero el objetivo en esta etapa era manejar el núcleo mientras se estaba calentando, y asegurar que la primera barrera de contención (los tubos de Zircaloy que contienen el combustible nuclear), así como la segunda barrera (nuestra olla a presión) siguen intactos y operativos todo el tiempo posible, para dar a los ingenieros tiempo de reparar los sistemas de enfriamiento.
Como el enfriamiento del núcleo es una tarea ardua, el reactor tiene un número de sistemas de enfriamiento, cada uno en versiones múltiples (sistema de limpieza de agua del reactor, eliminación del calor de decaimiento, sistema stand-by de refrigeración líquida y sistema de emergencia de refrigeración del núcleo). Cuál falló, cuándo o si no fallaron es algo que no está claro actualmente.
Así que imagina nuestra olla a presión en el fogón, calentándose a fuego lento, pero constante. Los operadores usaron todo tipo de sistema de enfriamiento para liberar tanto calor como fuese posible, pero la presión empezó a acumularse. La prioridad ahora es mantener la integridad del primer contenedor (mantener la temperatura de las barras de combustible por debajo de los 2200º C), así como de la segunda barrera de contención, la olla a presión.  Para mantener la integridad de la olla a presión, la segunda barrera, debe liberarse presión de vez en cuando. Dado que la capacidad de hacerlo en una emergencia es tan importante, el reactor tiene 11 válvulas para liberar la presión. Los operadores han empezado a liberar vapor cada cierto tiempo para controlar la presión. La temperatura en esta etapa era de unos 550ºC.
Aquí es cuando empezaron a llegar los informes sobre “filtrado de radiación”. Creo que expliqué más arriba por qué el vapor expulsado es teóricamente lo mismo que liberar radiación al entorno, pero por qué no era, ni es, peligroso. El nitrógeno radiactivo, así como los gases nobles, no suponen una amenaza para la salud humana.
En algún momento durante esta expulsión, se produjo una explosión. La explosión tuvo lugar fuera del tercer contenedor (nuestra “última línea de defensa”), y el edificio del reactor. Recuerda que el edificio del reactor no tiene la función de mantener contenida la radiactividad. Aún no está totalmente claro qué ha sucedido, pero éste es el escenario más probable: Los operadores decidieron expulsar el vapor de las vasijas de presión no directamente al entorno, sino al espacio entre el tercer contenedor y el edificio del reactor (para dar a la radiactividad del vapor más tiempo para decaer. El problema es que a las altas temperaturas que había alcanzado el núcleo en esta etapa, las molécula de agua puede “disociarse” en oxígeno e hidrógeno – una mezcla explosiva. Y estalló, fuera del tercer confinamiento, dañando el edificio del reactor alrededor. Fue este tipo de explosión, pero dentro de la vasija de presión (debido a que fue mal diseñada y no manejada adecuadamente por los operadores, lo que llevó a la explosión de Chernóbil. Esto nunca fue un riesgo en Fukushima. El problema de la formación de hidrógeno-oxígeno es uno de los grandes problemas cuando diseñas una planta de energía (si no eres soviético, claro), por lo que el reactor se construye y maneja de forma que no pueda tener lugar dentro del contenedor. Sucedió fuera, lo cual no es algo deseado pero es un escenario posible y está bien, debido a que no supone un riesgo para la barrera de contención.
Por tanto, la presión estaba bajo control cuando el vapor fue expulsado. Ahora, si sigues calentando tu olla, el problema es que el nivel del agua seguirá disminuyendo. El núcleo está cubierto por varios metros de agua para permitir que pase algún tiempo (horas, días) antes de que quede expuesto. Una vez que las barras empiezan a quedar expuestas en la parte superior, dichas partes alcanzarán la temperatura crítica de 2200ºC tras apenas 45 minutos. Aquí es donde fallaría el primer sistema de confinamiento, el tubo de Zircaloy.
Y esto empezó a suceder. El enfriamiento no pudo restaurarse antes de que hubiese algo (muy limitado, pero algo), de daño en el encapsulado de parte del combustible. El propio material nuclear aún estaba intacto, pero la capa de Zircaloy de alrededor había empezado a fundirse. Lo que sucedió en ese momento es que parte de los subproductos del decaimiento del uranio – cesio y yodo radiactivos – empezaron a mezclarse con el vapor. El gran problema, el uranio, aún estaba bajo control, debido a que las barras de óxido de uranio se mantienen bien hasta los 3000ºC. Se ha confirmado la medición de una pequeña cantidad de cesio y yodo en el vapor que se liberó a la atmósfera.
Ésta parece que fue la “señal de salida” para un plan B. Las pequeñas cantidades de cesio medidas dijeron a los operadores que el primer contenedor de una de las barras estaba a punto de romperse. El Plan A había sido restaurar uno de los sistemas de refrigeración normales del núcleo. Por qué falló es algo que no está claro. Una explicación plausible es que el tsunami se llevó/contaminó toda el agua limpia necesaria para los sistemas de refrigeración normales.
El agua usada en el sistema de refrigeración es muy pura, agua desmineralizada (como el agua destilada). La razón de usar agua pura en la activación mencionada arriba de los neutrones por parte del uranio: El agua pura no se activa mucho, por lo que permanece prácticamente libre de radiación. La suciedad o la sal del agua absorbería neutrones más rápidamente, haciéndola más radiactiva. Esto no tiene efecto en absoluto sobre el núcleo – no importa con qué lo enfríes. Pero complica la vida a los operadores y mecánicos cuando tienen que tratar con agua activada (es decir, ligeramente radiactiva).
Pero el Plan A había fallado – los sistemas de refrigeración estaban caídos y no había disponible agua limpia adicional – por lo que entró en juego el plan B. Esto es lo que parece que sucedió: Para evitar una fusión del núcleo, los operadores empezaron a usar agua del mar para enfriar el núcleo. No estoy seguro de su inundaron nuestra olla a presión con ella (la segunda barrera de contención), o si inundaron el tercer contenedor, inundando la olla a presión. Pero eso no es relevante para nosotros.
El punto es que el combustible nuclear ahora se ha enfriado. Debido a que la reacción en cadena se detuvo hace tiempo, sólo hay un poco de calor residual que se está generando ahora. La gran cantidad de agua refrigerante que se ha usado es insuficiente para eliminar el calor. Debido a que hay una gran cantidad de agua, el núcleo no genera suficiente calor para producir una presión significativa. Además, se ha añadido ácido bórico al agua del mar. El ácido bórico es “una barra de control líquida”. Aunque el decaimiento continúe, el boro capturará los neutrones y acelerará el enfriamiento del núcleo.
La planta estuvo cerca de una fusión del núcleo. Aquí tenemos el escenario del peor casi que se evitó: Si el agua del mar no pudiera haberse usado para el tratamiento, los operadores habrían continuado expulsando el vapor de agua para evitar la acumulación de presión. El tercer contenedor, entonces, habría sido completamente sellado para permitir que tuviese lugar la fusión del núcleo sin liberar material radiactivo. Tras la fusión, habría un periodo de espera para que los materiales radiactivos intermedios decayeran dentro del reactor, y todas las partículas radiactivas se asentaran en la superficie del interior del contenedor. El sistema de enfriamiento habría sido finalmente restaurado, y el núcleo fundido se habría llevado a una temperatura gestionable. Se habría limpiado el interior del contenedor. El laborioso trabajo de eliminar el núcleo fundido del contenedor habría empezado, empaquetando el combustible (sólido de nuevo) trozo a trozo en contenedores de transporte para ser enviado a plantas de procesamiento. Dependiendo del daño, el edificio de la planta tendría que ser reparado o desmantelado.
Ahora, ¿dónde nos deja esto? Mi evaluación:
  • La planta ahora es segura, y lo seguirá siendo.
  • Japón se enfrenta a un Accidente de Nivel 4 del INES: Accidente nuclear con consecuencias locales. Esto es algo malo para la compañía propietaria de la planta, pero para nadie más.
  • Se liberó algo de radiación cuando se ventilaron las vasijas de presión. Todos los isótopos radiactivos del vapor activado han desaparecido (decaído). Se liberó una pequeña cantidad de cesio, así como de yodo. Si estuvieses sentado sobre la chimenea de la planta cuando estaban ventilando, probablemente te habrían ahumado para volver a tu antigua esperanza de vida. Los isótopos de cesio y yodo fueron eliminados por el mar y nunca los volveremos a ver.
  • Hubo algunos daños limitados en la primera barrera de contención. Esto significa que parte del cesio y yodo radiactivo también se liberará en el agua refrigerante, pero no uranio ni otros materiales sucios (el óxido de uranio no se “disuelve” en el agua). Hay instalaciones para tratar el agua refrigerante dentro del tercer contenedor. El cesio y el yodo radiactivo se sacarán de allí y finalmente se almacenarán como residuos radiactivos en un almacenamiento terminal.
  • El agua del mar usada como agua refrigerante se activará en cierto grado. Debido a que las barras de control se insertaron por completo, la reacción en cadena del uranio no está teniendo lugar. Esto significa que la reacción nuclear “principal” no está teniendo lugar, ni está contribuyendo a la activación. Los materiales radiactivos intermedios (cesio y yodo) también han desaparecido casi por completo en esta etapa, debido a que el decaimiento del uranio se detuvo hace mucho. Esto reduce aún más la activación. La idea básica es que habrá algún bajo nivel de activación en el agua del mar, la cual se eliminará también por las instalaciones de tratamiento.
  • El agua del mar se reemplazará con el tiempo por agua refrigerante “normal”.
  • El núcleo del reactor será desmantelado y transportado a una instalación de procesamiento, al igual que durante un cambio de combustible habitual.
  • Las barras de combustible y toda la planta se comprobarán buscando daños potenciales. Esto puede llevar unos 4-5 años.
  • La seguridad de los sistemas de todas las plantas japonesas se actualizarán para lidiar con un terremoto de 9,0 y un tsunami (o algo peor).
  • (Actualización) Creo que el problema más significativo será un corte prologando del suministro eléctrico. 11 de los 55 reactores nucleares de Japón en distintas plantas fueron apagados y tendrán que ser inspeccionados, reduciendo directamente la capacidad de producción energética del país en un 20%, siendo la energía nuclear un 30% de la capacidad de generación de energía total del país. No he entrado en posibles consecuencias para otras plantas nucleares no afectadas directamente. Esto probablemente se cubrirá poniendo en marcha las plantas de gas natural que normalmente sólo se usan para picos de carga y para cubrir parte de la carga base.   No estoy familiarizado con la cadena de suministro de energía en Japón para el petróleo, gas y carbón, y qué daños han sufrido puertos, refinerías, almacenamientos y transportes, así como daños en la red de distribución nacional- Todo esto llevará a un incremento en tu factura de la electricidad, así como a cortes de energía durante los picos de demanda y esfuerzos de reconstrucción en Japón.
  • Todo esto es sólo parte de un cuadro mucho mayor. La respuesta de emergencia tiene que tratar con refugios, agua potable, alimentación y cuidados sanitarios, infraestructuras de comunicación y transporte, así como suministro eléctrico. En un mundo de débiles cadenas de suministros, estamos observando algunos grandes desafíos en todas estas áreas.
Si quieres seguir informado, por favor, olvídate de los medios habituales y consulta las siguientes páginas web:

Autor: Josef Oehmen
Fecha Original: 12 de marzo de 2011
Enlace Original


*** ACTUALIZACIÓN 14-3-2011 08:15 CET horas ***

Las unidades 1 y 3 se encuentran actualmente en una condición estable de acuerdo a los comunicados de prensa TEPCO , pero la magnitud de los daños del combustible es desconocida. Las noticias son que los niveles de radiación en la planta de Fukushima han caído a 231 microsieverts  (23,1 milirem) el 14 de marzo 14:30 (hora local).

*** ACTUALIZACIÓN 14-3-2011 10:55 CET horas ***

Los detalles sobre lo que pasó en la Unidad 2 del reactor están aún por determinar. Los mensajes oficiales de lo que está sucediendo en la Unidad 2 del reactor contiene información más actualizada. Los niveles de radiación han aumentado, pero se ignora a qué nivel se encuentran.

***Actualización 15 de marzo de 2011 (08:50 hora de España):***

Información obtenida de World Nuclear News

Se escuchó un fuerte ruido a las 6:10 am en Fukushima Daiichi 2. Se confirman daños en un componente principal bajo el reactor. Se ha completado la evacuación a 20 kilómetros mientras que se ha sofocado el fuego en el lugar.

La confirmación de un fuerte ruido esta mañana en la unidad 2 procede de la Agencia de Seguridad Nuclear e Industrial (NISA). Señaló que “la cámara de supresión puede estar dañada”. No está claro que el sonido fuesen explosiones en el sentido habitual.

También conocido como toro, esta gran estructura en forma de rosquilla se sitúa en el centro del edificio del reactor a un nivel más bajo que el propio reactor. Contiene un gran cuerpo de agua en cuyo vapor puede sumergirse directamente en situaciones de emergencia. El vapor se condensa y reduce la presión en sistema del reactor.

La presión en la piscina se vio que bajó de tres atmósferas a una después del ruido, lo que sugiere un posible daño. Los niveles de radiación en el límite de la planta tuvieron un breve pico a 8217 microsieverts por hora pero después cayeron a una tercera parte de esa cantidad.

Se está echando un vistazo más cercano a los niveles de radiación para evaluar el estado del confinamiento. Como medida de precaución la Compañía de Energía Eléctrica de Tokio ha evacuado a todo el personal no esencial de la unidad. Los ingenieros de la compañía continúan bombeando agua de mar en la vasija de presión del reactor en un esfuerzo por enfriarla.

Fuego en la unidad 4

El Primer Ministro Naoto Kan confirmó un fuego en la unidad 4, la cual, de acuerdo con las fuentes oficiales, nunca ha sido un problema de seguridad desde el terremoto. Este reactor estaba cerrado para una inspección periódica cuando impactaron el terremoto y el tsunami, por tanto no sufrió una rápida y súbita parada. Por supuesto, fue sacudido violentamente y fue objeto del tsunami.

Kan’s spokesman Noriyuki Shikata said that there had been “a sign of leakage” while firefighters were at work, “but we have found out the fuel is not causing the fire.” The fire is now reported extinguished.

Se ordena la evacuación

La solicitud de Kan de evacuación en un radio de 20 kilómetros ha sido completada y dentro de esos 20-30 kilómetros deberían permanecer a cubierto. Dice que este aviso se relaciona con el marco global del desarrollo de las medidas de seguridad en Fukushima Daiichi, más que con alguna de las unidades del reactor concretas.

Shikata añade que los niveles de radiación cerca del reactor han alcanzado niveles que afectarían a la salud humana. Se piensa que el fuego habría sido la fuente principal de radiación.

***Actualización 15 de marzo de 2011 (16:10 hora de España):***

Información obtenida de World Nuclear News 1 y 2

Todas las unidades de Fukushima Daini en apagado automático

Las cuatro unidades de la planta de energía nuclear Fukushima Daini han logrado su apagado automático – donde el agua refrigerante está a menos de 100ºC – con una operación completa de los sistemas de refrigeración, según informa Tepco.  Todos los reactores se apagaron automáticamente durante el terremoto de la semana pasada y han permanecido a salvo. Aunque el apagado de la unidad 3 fue como se esperaba, los daños  en los sistemas de emergencia de refrigeración del núcleo en las unidades 1, 2 y 4 llevaron al anuncio del estado de emergencia. Los tres reactores se rpepararon para potenciales liberaciones de presión, pero no se requirió. La unidad 1 anunció su apagado automático a las 1.24 am del 14 de marzo y la unidad 2 la siguió a las 3.52 am. Tepco ha anunciado que la unidad 4 logró un apagado automático a las 7.15 pm del 15 de marzo. Los niveles de agua son estables en los cuatro reactores y hay disponible energía externa, según indica la compañía.
Radiación

Las autoridades japonesas dijeron a la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) que los niveles de radiación en la planta entre las unidades 3 y 4 alcanzaron un pico de unos 400 milisieverts por hora. “Esto es un valor de dosis alta”, dijo el organismo, “pero es un valor local en una única localización en un punto concreto del tiempo”.

Posteriores lecturas fueron de 11,9 milisieverts por hora, y de 0,6 milisieverts seis horas más tarde, por lo que la IAEA comentó que “indica que el nivel de radiactividad ha estado decreciendo”.

Casi toda la gente que vive en un radio de 20 kilómetros de la planta ya ha sido evacuada y se les ha suministrado píldoras de potasio-yodo que los protegerán de forma efectiva contra los efectos del yodo-131 que podría, posiblemente, emitirse en un futuro. Las píldoras saturan la glándula tiroides y evitan que el yodo-131 radiactivo sea absorbido, reduciendo drásticamente el riesgo de cáncer de tiroides, que son el principal efecto potencial en la salud en un posible avance del accidente.

La IAEA dijo que 150 personas de los alrededores del lugar han sido monitorizados. Se ha informado de los resultados de algunas personas y 23 de las mismas han pasado por el proceso de descontamización.

LA IAEA confirmó que el fuego en la unidad 4 tuvo lugar en la piscina de almacenamiento de combustible usado. El informe de estado de JAIF dice que se está suministrando agua para compensar los bajos niveles.

Similar a la necesidad de enfriar el núcleo del reactor, el grupo de combustible usado en los estanques de refrigeración requiere de una cobertura de agua para eliminar el calor de decaimiento. Las principales diferencias es que la cantidad de calor que tiene que eliminarse se reduce exponencialmente con el tiempo, y los estanques de combustible están en un espacio mucho menos cerrado que la vasija del reactor. A la vez, los estanques podrían contener combustible de hace varios años.

JAIF informó que las temperaturas en los estanques de enfriamiento de las unidades 5 y 6 están aumentando, pero no hay una razón actualmente disponible para esto.