Dr. Agustín ZúñigaCentro Nuclear de Huarangal

Marzo de 2015

EDUCACIÓN CON REACTORES NUCLEARES DE INVESTIGACIÓN

Resumen

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Los reactores nucleares de investigación (RRs), son un pilarpara el desarrollo del conocimiento nuclear en un país, eso estáprobado en todos los países. Sin embargo en el Perú, esto no hasucedido en la magnitud esperada. Entonces teniendo dosreactores nucleares, planteamos que hay mucho por hacer. Deun lado es necesario preservar el conocimiento nuclearpresente mirando futuro, y de otro, disponemos de dosreactores que deberíamos aproximar más al sector educación,de manera seria. En esta presentación vamos a exponer lo quese hace en el mundo en EDUCACIÓN con RR, y de esa manerapromover la implementación de diversas medidas para que estoocurra en el país.

Contenido

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1. Introducción

2. Problema

3. Soluciones

4. Aplicaciones de los reactores nucleares de investigación

5. Preservación del conocimiento nuclear

6. Educación con los RR en el mundo

7. Conclusiones y recomendaciones

8. Referencias

1. INTRODUCCIÓN

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1. Introducción

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� Pila atómica, Enrico Fermi (2-12-1942), Chicago USA.

� Primer uso: plutonio, Hiroshima y Nagasaki: (6-9)-8-1945

� Aplicaciones pacíficas: nucleoelectricidad y RRs

� Energía: centrales nucleares >500 MW (millones de vatios)

� RRs (radioisótopos): < 20MW

� Mundo: 440 CN (operativos), 30 países. 400 barcos. 300RRs, 50 países.

� Post-Fukushima: Frenó y construyendo nuevas centrales.Afianzar: seguridad y regulaciones: tecnológico y humano(educación y entrenamiento). Seguridad y Educación.

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� Educación: universidades (maestría, doctorado en ingeniería nuclear). Herramientas modernas (“e-learnning” ). Prácticas experimentales (RRs, simuladores).

� Países: con CN: RRs uso pleno.

� Perú, Chile: poco uso en Educación

� Universidades: pocos cursos con CyT nuclear.

� ¿Especialistas nucleares para remplazo?, ¿Operatividad de RRs?, ¿Conocimiento nuclear?.

� ¡¡¿Qué hacemos?!!

2. Problema

¿Cuál es la situación?, ¿Cuál su gravedad?, ¿Cuáles son sus causas?, ¿Son necesarias y suficientes?

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2. Problema: no se usan los RR en educación

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Escaso uso de los RR en EDUCACIÓN

Pobre demanda por la EdNuc

El estado apoya poco a la EdNuc

Los reactores poco integrados al sector Educación

Universidades no se interesan

Industria no requiere

MINEDU poco interés (Concytec)

IPEN poco interés EDRR

RP0MEM poco interés (Energía)

Desaparece el conocimiento

No hay especialistas de remplazo

Disminuye uso RR

Afecta calidad vida sociedad

Disminuye I+D+i

Paran RR

Energía no requiere

RP10

3. Soluciones

¿Cuáles están a mi alcance?

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3. Soluciones, Objetivo: se usan los RR en educación

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Los RR se usan ampliamente en la EDUCACIÓN

Demanda importante por la EdNuc

El estado apoya a la EdNuc

Los reactores están fuertemente integrados al sector Educación

Universidades se interesan

Industria no requiere

MINEDU aumentó interés (Concytec)

IPEN incrementó interés EDRR

RP0MEM incrementó interés (Energía)

Preserva el conocimiento

Hay especialistas de remplazo

Incrementa uso RR

Mejora calidad vida sociedad

Incrementa I+D+i

RR operativos

Energía no requiere

RP10

Objetivo: fuertemente integrados a la educación

Los RR – Perú, fuertemente integrado a la

educación

Se dispone de

buena cartera

de Clientes

Se dispone de

productos de

calidad

Se dispone de

instrumentación

básica

Hay

suficientes

materiales

Se dispone de

especialistas

calificados

Clientes

identificados

Promoción

adecuada

Experimentos

Videos

Archivos

Afiches

Glosario

Reactor RP0

Cadena Geiger

Cadena E. Gamma

MCA40

PC, IMP, Internet

Balanza

Fuentes Rad

Proyector

Multim-

Oficina, pizarra,

Didácticos

Experimentos

Identificados

Entrenados

Dr.

A. Z

uñig

aED

UC

ACIO

N R

P0

11

Ref. RP0

4. Las aplicaciones de los RR en el mundo

¿En qué se usan?, ¿Cuál es su importancia?, ¿Qué capacidad dispone el RP10?, ¿En qué se utilizan los RR RP0 y RP10?, ¿Qué nos falta?.

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¿Qué son los RR?¿En qué se usan?¿Cómo es el caso del RP0 y RP10?

Power 10 MWth

Tipo Piscina

Flujo neutrónico

térmcio maximo

(n/cm2/s)

1.55 x 10E14 (caja

central)

Operación días 12h / semana

Tiempo de vida 30 años

Combustible U308, 19.7%

Reflector Gr, Be

Refrigerante H2O, convección

forzada

Edificio reactor Confinamiento

Promedio de

quemado de

descarga 58.50%

Longitud ciclo 90 días

Margen parada >3000 pcm

Consumo / año 1.7 EC

Producción RI I-131, Tc99m, Sm-153

OCT 2014AGUSTIN ZUÑIGA14

Supercrítico

Nacimiento del reactor nuclear

Flujo neutrónico

Tiempo

2-DIC-1942: primera reacción en cadena

Enrico Fermi2.12.1942

O. Hann, 17.12.1938

Conceptos de un RNI

OCT 2014AGUSTIN ZUÑIGA15

RP10

Matriz de utilización en los RIN

OCT 2014AGUSTIN ZUÑIGA16

1. Educación y entrenamiento2. NAA3. Producción de radioisótopos4. Geocronología5. Transmutación de Si6. Radiografía neutrónica7. Estudios de estructura de materiales8. AAN con gamas prontos9. Fuente de positrones10. Terapia por captura de neutrones11. Ensayos

RP10

IAEA

Agustin Zuñiga75 y 25 años 17

RP10: 90%

Agustin Zuñiga75 y 25 años 18

RP10: 10MWRP0: 1W

RP10: 10MW

Agustin Zuñiga75 y 25 años 19

RP10:5.2 FPW /year

Construyendo los Grupos de Interés

Agustin Zuñiga75 y 25 años 20

Referencias IAEA

Agustin Zuñiga75 y 25 años 21

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Reactores Nuevos en el Mundo

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Pot. Cero NTD Si Mo-f

Francia Argentina Korea

Dopado Si

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Base de Datos RR (IAEA)

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http://nucleus.iaea.org/RRDB/RR/ReactorSearch.aspx?filter=0

RR en el Mundo

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R EGION OP ER A T ION A L T EM P OR A R Y SH UT D OWN

UN D ER C ON ST R UC T ION

P LA N N ED SH UT D OWN

D EC OM M ISSION ED C A N C ELLED

N/A 1

North America 49 1 56 173 4

Latin America 17 1 1 2 2 3

Western Europe 38 4 2 2 42 100

Eastern Europe 86 5 2 2 22 40

Africa 8 2 2 1 1

Middle East and South Asia 15 1 1 4 5

South East Asia and the

Pacific

5 1 1 2 2

Far East 29 6 4 11 16 1

Total 247 19 6 12 141 340 8

Mayores a 1 MW (Alta)

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http://nucleus.iaea.org/RRDB/Content/Pow/PowHigh.aspx

5. Preservación del conocimiento nuclear

¿Qué perdemos?, ¿Cómo se adquirió?, ¿Cómo es la situación en el mundo?, ¿Qué se está haciendo al respecto?, ¿Qué se debería hacer en el país?

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¿Porqué preservarlos?

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� El conocimiento adquirido en la operación y explotación de los RR enel país debe ser preservado: pueden duran muchos años más no menosde 30 años, y adicionalmente se requieren de innovaciones que eltiempo exija y provea, pero también de la eventualidad que pudierainstalarse centrales nucleares de potencia.

� Preservar el conocimiento incluye incorporar a la organización elEXPERTISE del especialista que puede no estar escrito en losdocumentos ni libros. Esto implica trasladar los saberes de la mente delexperto en documentos que puedan ser adquiridos por la organizacióny transformados en protocolos.

� Esta necesidad el OIEA lo ha reconocido [16], haciendo una guíaespecial para la preservación del conocimiento nuclear.

Tipos de conocimiento

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� El conocimiento: explícita, implícita y tácita.

� Explícito: documentos, planos, cálculos, diseños, bases de datos, procedimientosy manuales.

� Implícito: opuesto difícil de revelar, pero aun así es posible grabarlo yconvertirlo en conocimiento explícito a través de la "codificación" o"transformación".

� Tácito: más difícil de recordar, articular y transferir, por lo que no puede sercompletamente explicado, está incorporado a la persona, enraizada en la práctica yla experiencia, pero se puede transmitir a través del aprendizaje y la formación. Elconocimiento tácito se puede observar, pero es dudoso que todo esteconocimiento se pueda convertir en explícito. Vale el dicho "Sabemos más delo que pensamos que sabemos." El conocimiento tácito incluye habilidades,experiencia, intuición, y juicio. Es el 'know-how' acumulado en la mente de unindividuo.

Alcances

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� El conocimiento se utilizará en diversas situaciones, como: solución de problemas, aprendizaje, formación de juicios, opiniones, decisiones, previsión y planificación estratégica.

� Se protege el decaimiento intelectual de la persona, aumenta la inteligencia y proporciona una mayor flexibilidad.

� Si conocimiento nuclear, nos referimos al conocimiento específico o relevante que se presentan en las actividades nucleares. El mismo que puede ser utilizado por diversas organizaciones, niveles y variedades, según sus funciones e interés esto incluye a: Gobiernos y reguladores. Diseñadores, proveedores, servicios públicos, operadores, consultores y organizaciones de apoyo. Capacitación e instituciones académicas. Organismos de investigación y desarrollo (I + D). Organizaciones públicas no gubernamentales (ONG). Organizaciones internacionales.

Conexión con la Gestión del Conocimiento

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� La preservación del conocimiento (PC), tenemos que verla como parte de la gestión del conocimiento (GC), OIEA:

� “proceso de mantener un sistema organizacional del conocimiento y capacidades que preserven y almacenen percepciones, acciones y experiencias sobre un tiempo y asegure la posibilidad de recuperarlo en el futuro”

� En la Figura 4, se representa el ciclo de GC, donde es una parte, la PC, allí se destacan que los factores impulsores de un sistema de gestión son: recursos humanos, estructura organizacional y responsabilidades, tecnologías de información, liderazgo, y cultura corporativa.

Evaluación:

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� La PC es de suma importancia particularmente en organizaciones donde no existe renovación de cuadros, pues se corre el riesgo de perder información técnica vital e histórica, que en mucho puede ser considerado como crítico y hasta estratégico.

� La PC, se facilita con la incorporación de las modernas tecnologías de la información (TI).

� En las organizaciones la GC: tres procesos básicos: i) Selección de los eventos organizacionales, personas o expertos, y procesos que tienen mucho valor. 2i) Almacenamiento de su experiencia en forma accesible. 3i) Aseguramiento de poner a punto y ejecución de la memoria. Esto es: seleccionar, almacenar y acceder.

� En las organizaciones que ponen en último plano la PC, se corre el riesgo que ese conocimiento crítico se pierda, y consecuentemente puede conducir a incidentes y hasta accidentes de importancia.

� Para el caso de los RR, como el RP0 y RP10, se requiere implementar esta actividad, dentro del cual la conexión con las universidades es vital, pues ella es la que proveerá la excelencia humana, hará sostenible este factor.

Algunos resultados PC

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Alineamiento de KM con metas

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Gestión del Conocimiento

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LITERATURA

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Proceso de entrenamientoProceso de entrenamientoProceso de entrenamientoProceso de entrenamiento

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� Análisis

� Diseño

� Desarrollo

� Implementación

� Evaluación

6. LOS RR EDUCACIÓN MUNDO

¿Qué hacen sobre educación?. ¿Qué herramientas?. ¿Qué contenidos?. ¿Quiénes son los líderes?, ¿Qué implementamos en el Perú?

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Antecedentes

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� 1953. ONU. D. Eisenhower. Átomos para la Paz� 2014: 440 NPP, 30 Países. 400 barcos. � 300 RR, 50 Países.

� Radioisótopos: diagnóstico y terapia. � Fuente neutrones: investigación� Entrenamiento

� Trabajadores nucleares (industria, gobierno, universidades):� Nivel apropiado� Mantener la competencia� Asegurar el uso seguro.

� LA EDUCACIÓN Y ENTRENAMIENTO es necesario.

Porqué educación especial

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� El trabajador nuclear (industria, gobierno y universidades) debe tener acceso a:� Nivel apropiado en educación y entrenamiento para trabajar

COMPETENTEMENTE.� El nivel y tipo de trabajo determinará la cantidad de entrenamiento y

educación que será requerido.� Esto es necesario para mantener la COMPETENCIA, a fin de asegurar: uso

seguro de las aplicaciones nucleares y la protección al trabajador, público yambiente.

� Para se capaz de habilitar nuevas técnicas a ser aprendidas.� Tambien es reconocido que especilistas no nucleares que trabajan en la industria

nuclear también necesita de algun entrenamiento y educación nuclear.� La Competencia está definida como el apropiado nivel de

conocimiento y habilidades correspondientes con la actitudprofesional correcta para efectuar el trabajo efectiva yseguramente.

Modelo: Gobierno, Industria, Academia

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La EDUCACIÓN

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La EDUCACIÓN es necesaria para sostener y desarrollar el uso pacífico de la tecnología nuclear, mediante el suministro de especialistas nucleares CALIFICADOS para:

� La Operación de facilidades en operación

� Construcción y desarrollo de nuevas facilidades

� Investigación y desarrollo (I+D+i) para las siguiente generación de facilidades.

� Autoridades reguladoras

� Aplicaciones médicas y otras industriales.

Agustin Zuñiga75 y 25 años 49

RP10: 90%

1) Demanda, 2) PyS, 3) Instrumentos, 4) Materiales, 5) Especialistas

1. ¿`Cómo incrementar la demanda?, ¿Quiénes son los interesados?, ¿Qué hay en la experiencia internacional?, ¿Qué hace el OIEA?

2. ¿Qué productos y servicios debemos disponer?, ¿Qué hay en el mundo?, ¿Qué soporte de el OIEA?

3. ¿Qué condiciones deben tener los RR?, ¿ Qué facilidades se deben usar?4. ¿Qué materiales se requieren para la realización de los experimentos?, ¿Qué

monitores, fuentes, etc?5. ¿Quiénes deben dar las exposiciones?, ¿Qué competencias deben tener los

especialistas?.

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Construyendo los Grupos de Interés

Agustin Zuñiga75 y 25 años 51

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Caso RP0

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Pasos:

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Universidad

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Curso Física Nuclear Practicantes (2015)

07/03/2015AZUNIGA RP1059Capitulo 1 Audio

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Soporte en el OIEA

¿Qué hay libre en el OIEA?, ¿Qué organizaciones están ligadas a la Educación?, ¿Se puede compartir?

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Misión:CLP4NET tiene comoobjetivo facilitar la educaciónsostenible en el sector nuclearmediante el empoderamientodel desarrollo y difusiónde recursos y cursos e-learning basados en la web,de manera que sea rentable,escalabre y fácil de usar.

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La Universidad Nacional de Investigación Nuclear, MEPhi (NRMU), en colaboración con la IAEA, está organizando el Segundo Taller Regional sobre «El papel de los laboratorios educativos basados en computadoras en los Programas Universitarios de Ingeniería Nuclear». Dirigido para mejorar los programas universitarios de ingeniería nuclear usando modernas tecnologías de enseñanza basados en sistemas de simulación computarizada y laboratorios virtuales.

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Objetivo:Promover, gestionar y preservar el conocimiento nuclear y asegurar la disponibilidad continua de los recursos humanos calificados y talentos y para reforzar la calidad de los recursos humanos para la sostenibilidad de la tecnología nuclear.

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7. Conclusiones y recomendaciones

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� Es necesario «refundar» los reactores RP0 (potencia cero), RP10,aproximándonos hacia el sector EDUCACIÓN y entrenamiento a fin de cumplircon uno de los fines mas valiosos de un reactor, generare capital humano. Tantopara la preservación del conocimiento nuclear, cuanto la diseminación delmismo a la sociedad. En esta dirección las componentes a desarrollar son: 1)Ampliación de demanda, 2) Elaboración de productos y servicios, 3)Disposición de instrumentos, 4) Disposición de materiales, 5) Disposición deespecialistas.

� Se debe incentivar acuerdos con los grupos de interés, más directos sobre estetema: la academia (universidades), gobierno (ministerio del sector energía,Concytec) y OIEA, para montar diversos cursos (diplomado y maestría eningeniería nuclear). Pero el inicio está en las autoridades del IPEN.

Conclusiones

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� En principio se reconoce que en el mundo hay experiencias de amplio uso de losRR hacia la educación, el mismo que impacta drásticamente en la I+D+i,consecuentemente en indicadores de publicaciones e innovación, cosa que hoyestá siendo relegada. Ejm. El reactor Japonés con 5 MW de potencia y el MB-01brasilero de potencia cero.

� Es indispensable utilizar las tecnologías modernas a fin de hacer llegar a todo elpaís los cursos que se montarían con los RR tal como propone el OIEA. Para sufinanciamiento se requiere los apoyos gubernamental y la cooperacióninternacional.Tanto para la preservación cuanto para la educación.

� Considerando que el promedio de edad de los especialistas nucleares supera los54 años es indispensable afianzar la Preservación dentro del reforzamiento de loque es la Gestión del Conocimiento institucional como propone el OIEA.

8. Referencias

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� •Nuclear Knowledge Management ( http://www.iaea.org/nuclearenergy/nuclearknowledge/)

� •IAEA Department of Nuclear Energy ( http://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/Main/)

� •IAEA Department of Technical Cooperation ( http://www.iaea.org/technicalcooperation/Home/)

� •Asian Nuclear Safety Network (ANSN) Cooperation ( http://ansn.iaea.org/default.aspx)

� •China National Nuclear Power Co, Ltd ( http://www.cnnc.com.cn/tabid/141/Default.aspx)

� •IAEA TECDOC-1586, “Planning and Execution of. Knowledge Management Assist. Missions for Nuclear Organizations”

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN !!

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azuniga@ipen.gob.peagustincahuide@gmail.com

agustinz1@hotmail.com

Gustoso en compartir el conocimiento nuclear mediante mis correos: