Seguridad y concesión de licencias para reactores modulares pequeños

Artículo del Boletín del OIEA

Si bien los reactores modulares pequeños (SMR) pueden tener un tamaño menor y emplear tecnologías innovadoras que incluyen muchas características de seguridad inherentes, el objetivo último en cuanto a su reglamentación sigue siendo el mismo: velar por la protección de las personas y el medio ambiente y reducir al mínimo el riesgo de accidentes y de emisiones radiactivas.

2 June 2021

Miklos Gaspar, Oficina de Información al Público y Comunicación

Los enfoques novedosos en materia de diseño y despliegue de SMR pueden plantear desafíos a los marcos de reglamentación vigentes. En comparación con los reactores ya existentes, los diseños de SMR suelen ser más sencillos y en su concepto de seguridad tienen más peso los sistemas pasivos y las características de seguridad inherentes del reactor, como una potencia y una presión de funcionamiento bajas. Esto incrementa los márgenes de seguridad y, en algunos casos, prácticamente elimina el riesgo de que el núcleo del reactor sufra daños graves y, por lo tanto, la posibilidad de que se produzcan emisiones de radiactividad a gran escala en caso de accidente. En consecuencia, la dependencia respecto de unas medidas de contención y respuesta a emergencias robustas se reduce.

“Por lo general, los SMR dependen menos de los sistemas de seguridad, las medidas operacionales y la intervención humana que los reactores actuales. Por ello, el enfoque habitual en materia de reglamentación, basado en unas disposiciones de seguridad que se complementan entre sí para compensar posibles fallos mecánicos o humanos, puede no resultar adecuado, y habría que estudiar nuevas ideas”, señala Greg Rzentkowski, Director de la División de Seguridad de las Instalaciones Nucleares, del OIEA. No obstante, los conceptos principales sobre los que se sustenta el enfoque de seguridad actual —como, por ejemplo, la defensa en profundidad, que garantiza la prevención y la mitigación de accidentes a varios niveles técnicos y de procedimiento— son pertinentes para los SMR si se aplican utilizando la información relativa a los riesgos y al funcionamiento de los reactores, añade el Sr. Rzentkowski.

A fin de demostrar que el diseño de una central nuclear de cualquier tipo es seguro, es necesario llevar a cabo un examen exhaustivo de la seguridad de todos los estados de la central (funcionamiento normal, incidencias operacionales previstas y condiciones de accidente), que permitirá determinar la capacidad del diseño para soportar sucesos internos y externos y definir los criterios de rendimiento para las características de seguridad, incluida la planificación para casos de emergencia.

“La prueba del concepto de los SMR requiere demostrar la eficacia de las funciones principales de seguridad —control del reactor, refrigeración del núcleo y confinamiento de la reactividad— basándose en la optimización de las estrategias de defensa en profundidad a fin de reducir al mínimo el riesgo de accidentes y, en caso de que se produjera uno, eliminar prácticamente sus consecuencias”, afirma el Sr. Rzentkowski. En vista de los nuevos conceptos relacionados con el diseño y la seguridad, debería prestarse una atención específica a validar la justificación de la seguridad, así como las interrelaciones entre unidades, las propiedades de los materiales y factores humanos. Además, por bajo que sea el riesgo de accidentes, es fundamental dotarse de disposiciones flexibles en relación con el confinamiento y la respuesta a emergencias, añade el Sr. Rzentkowski.

Un marco tecnológicamente neutro

Dada la diversidad que, desde un punto de vista tecnológico, presentan los conceptos y los diseños de tecnologías innovadoras, incluidos los SMR, el OIEA está trabajando en la definición de un marco tecnológicamente neutro para la seguridad que ayude a armonizar los enfoques internacionales sobre la base de las normas de seguridad del OIEA vigentes.

Este marco tecnológicamente neutro incluye una parte general (la jerarquía de los objetivos para la sociedad y en materia de salud, los objetivos en materia de prevención de riesgos y los principios y requisitos de seguridad de alto nivel) que los marcos nacionales pueden desarrollar para abordar elementos de reglamentación o técnicos, en función de la tecnología específica utilizada. Este enfoque ofrece flexibilidad y permite combinar de manera adecuada técnicas innovadoras y otras que ya se han probado, lo que es fundamental para optimizar las medidas protectoras y de mitigación relacionadas con los objetivos de seguridad generales y los objetivos específicos en materia de prevención de riesgos, añade el Sr. Rzentkowski.

Algunos países ya están trabajando activamente en esta esfera. El Canadá, por ejemplo, es uno de los países, junto con la Argentina, China, los Estados Unidos y Rusia, que lleva a cabo exámenes reglamentarios de los SMR.

“El marco regulador tecnológicamente neutro de la Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear (CCSN), basado en gran medida en las normas de seguridad del OIEA, permite aunar novedad e innovación en el diseño, la construcción, la explotación y la clausura de los reactores, sin poner en peligro la seguridad”, declara Hugh Robertson, Director General de la CCSN. “En los casos en los que hay dudas acerca de los márgenes de seguridad del diseño y la experiencia operacional es limitada, pueden ser necesarios controles operacionales adicionales. En esos casos, las medidas de protección serán proporcionales al riesgo”.

La colaboración entre los órganos reguladores y la armonización de los requisitos reglamentarios puede beneficiar a todas las partes implicadas, añade el Sr. Robertson. “Esto hace que, en última instancia, el proceso de concesión de licencias sea más eficiente y eficaz. De hecho, que varias personas examinen los problemas de seguridad comunes puede propiciar un aumento del nivel de seguridad. La misma información científica y sobre reglamentación puede también utilizarse de manera que no interfiera con la soberanía en materia de reglamentación, al tiempo que seguimos analizando nuevas oportunidades de armonización”.

Estudios de casos para demostrar la seguridad

Pese a que las normas de seguridad del OIEA, que sirven como referencia a escala mundial para proteger a las personas y el medio ambiente de los efectos nocivos de la radiación ionizante, suelen ser neutrales desde el punto de vista tecnológico y son aplicables a los SMR, el OIEA seguirá prestando apoyo a los reguladores nacionales, para lo que desarrollará orientaciones específicas que permitan aplicar dichas normas. “Los estudios de casos para demostrar de qué manera los requisitos de diseño de las centrales nucleares pueden usarse en la concesión de licencias para las dos tecnologías de SMR más comunes, los reactores refrigerados por agua y los reactores de alta temperatura refrigerados por gas, ya han finalizado”, declara el Sr. Rzentkowski.

Paralelamente, el Foro de Reguladores de SMR está trabajando para poner en común conocimientos y experiencia en materia de reglamentación y determinar buenas prácticas. El Foro, cuyo anfitrión es el OIEA, está formado por un grupo internacional de trabajo sobre los desafíos que plantea la regulación de los diseños novedosos de SMR, a fin de elaborar nuevas recomendaciones sobre seguridad para estos reactores. Estas recomendaciones ya pueden consultarse en el sitio web del OIEA, después de la reunión celebrada sobre la elaboración de normas nacionales específicas para los SMR. La labor del Foro se centra en la naturaleza multimodular de los SMR y en los aspectos de la interdependencia entre los módulos que guardan relación con la seguridad a fin de verificar que, si algo fallara en un módulo, los efectos de ese fallo en el resto de módulos serían mínimos.

“Si bien es evidente que la seguridad siempre será la principal prioridad, el enfoque en materia de reglamentación de los SMR requiere dejar de pensar en los reactores de manera individual para llevar a cabo una evaluación de la seguridad a escala global que examine la solidez del diseño, la exhaustividad de la justificación de la seguridad y la idoneidad de los procesos que se han llevado a cabo para garantizar la seguridad durante toda la vida del reactor y evitar que, una vez terminada la construcción de los reactores, tengamos que preocuparnos de resolver los problemas de seguridad”, reconoce el Sr. Rzentkowski.

Technology-neutral framework

As the concepts and designs of innovative technologies, including SMRs, are technologically diverse, the IAEA is working on the establishment of a technology-neutral framework for safety to help harmonize international approaches on the basis of existing IAEA safety standards.

Such a technology-neutral framework consists of a general part — hierarchy of societal and health objectives, risk targets and high-level safety principles and requirements — which then can be elaborated in national frameworks to address regulatory and technical elements depending on the specific technology used. This approach allows flexibility and achievement of a balanced combination of innovation and proven techniques, which is required to optimize protective and mitigation measures against general safety objectives and specific risk targets, Rzentkowski added.

Some countries are already actively working in this area. For example, Canada is one of a handful of countries, along with Argentina, China, Russia and the United States, performing regulatory reviews of SMRs.

“The Canadian Nuclear Safety Commission (CNSC)’s technology-neutral regulatory framework, which is largely based on IAEA safety standards, enables novelty and innovation in reactor design, construction, operation and decommissioning, without compromising safety,” said Hugh Robertson, Director General of the CNSC. “In cases where there are uncertainties in design safety margins and operational experience is limited, additional operational controls may be required. In these cases, the protective measures will be commensurate with the risk.”

Collaboration between nuclear regulators and the harmonization of regulatory requirements can benefit all parties involved, he added. “This ultimately makes for a more efficient and effective licensing process. In fact, having multiple sets of eyes looking at the common safety issues can result in an increased level of safety. The same scientific and regulatory information can also be used that respects regulatory sovereignty, as we continue to explore further opportunities for harmonization.”

Developing case studies to demonstrate safety

Although the IAEA safety standards — which serve as a global reference for protecting people and the environment from the harmful effects of ionizing radiation — are generally technology neutral and can be applied to SMRs, the IAEA will further support national regulators by developing specific guidance to provide for their implementation. “Case studies to demonstrate how the design requirements for nuclear power plants can be used to license the two most common SMR technologies, water cooled and high temperature gas cooled reactors, have already been completed,” Rzentkowski said.

In parallel, work is under way at the SMR Regulators’ Forum to share regulatory knowledge and experience and identify good practices. Hosted by the IAEA, the Forum is an international group working on the challenges of regulating the novel designs of SMRs, to define new safety recommendations for SMRs. These are now available via the IAEA’s website, following a meeting of experts working on the development of national standards specific to SMRs. Their work concentrates on the multi-modular nature of SMRs and on the safety aspect of the interdependency between the modules: to verify that if something were to go wrong in one module, its impact on the other modules would be minimal.

“Recognizing that safety will always remain the number one priority, the regulatory approach for SMRs requires a shift in focus from one reactor at a time to the global safety assessment of the robustness of design, the completeness of the safety case, and the adequacy of the processes undertaken to ensure safety throughout the reactor lifetime to avoid building first and fixing safety issues later,” Rzentkowski said.

How small modular reactor (SMR) designs and construction methods may extend the benefits of nuclear power to new markets and applications, will be one of the topics discussed at this year’s IAEA Scientific Forum, ‘Nuclear Power and the Clean Energy Transition’, taking place from 22-23 September in Vienna, Austria.

Seguridad y concesión de licencias para reactores modulares pequeños

Un marco tecnológicamente neutro

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