O que é lixo nuclear e como lidamos com isso?

A fisão nuclear é usada para produzir eletricidade, que cria resíduos nucleares; isso pode ser armazenado com segurança até se decompor e depois ser descartado com segurança.

Algumas profecias predizem a destruição do mundo como resultado de uma guerra nuclear. Além de sua capacidade de destruir a humanidade, também usamos a energia nuclear para gerar eletricidade. Como qualquer outra indústria, as usinas nucleares também produzem resíduos – resíduos radioativos. O descarte de resíduos radioativos deve ser feito com responsabilidade para evitar vazamento de radiação para o meio ambiente, embora seja muito mais difícil de ver e detectar do que a gosma verde dos Simpsons !

Senhor Burns comendo giphy de resíduos radioativos

Burns diz a Homer para comer lixo radioativo

O que é uma Usina Nuclear?

Cerca de 10% da eletricidade gerada no mundo vem de usinas nucleares. No coração dessas usinas estão os reatores nucleares que produzem e controlam uma série de eventos de fissão nuclear. É um processo de dividir os núcleos de um átomo em várias partes, juntamente com a liberação de energia. A divisão contínua de núcleos em pedaços menores produz grandes quantidades de calor. Essa reação em cadeia de fissão ferve a água em vapor, que gira as pás da turbina para gerar eletricidade. Além da fissão, outra fonte de energia é a fusão nuclear, onde os átomos se fundem para liberar energia.

 

energia nuclear

Diagrama da Usina Nuclear

O que é lixo nuclear?

Qualquer atividade que use material radioativo gerará alguns resíduos radioativos, portanto, os resíduos de uma usina nuclear não são surpresa . No entanto, o volume de resíduos gerados é muito menor do que os resíduos de usinas a carvão. Com base no nível de radioatividade , existem três categorias de resíduos – resíduos de baixo, intermediário e alto nível . O lixo nuclear geralmente se refere ao combustível que foi  usado no reator.
A substituição do combustível nuclear ocorre a cada 12-18 meses para manter o desempenho eficiente do reator . Este combustível irradiado é um resíduo radioativo de alto nível, pois é quente e altamente radioativo. Os resíduos de alto nível de combustível irradiado representam 3% do total de resíduos radioativos, mas são responsáveis ​​por 95% da radioatividade total . Por outro lado , os resíduos de baixo nível representam 90% dos resíduos radioativos da Terra, mas contêm apenas 1% da radioatividade total . Roupas de trabalho e ferramentas usadas em usinas nucleares são consideradas resíduos radioativos de baixo nível!
Diagrama de energia nuclear da reação de fissão nuclear (OSweetNature)s

Reação que libera produto de fissão (Crédito da foto: OSweetNature/Shutterstock)

Os núcleos remanescentes menores, conhecidos como produtos de fissão, compõem a maioria dos resíduos nucleares radioativos . Os produtos de fissão geralmente contêm elementos da tabela periódica como criptônio, césio, isótopos de ferro, zinco e muito mais. O combustível usado do reator está na forma sólida e parece quase idêntico ao combustível fresco, que vem na forma de pastilhas sólidas fechadas em tubos de metal . Apesar da aparência, o conteúdo do combustível usado não é exatamente o mesmo.

Para onde vão os resíduos nucleares?

gifo nuclear

Simpsons discutindo descarte de resíduos radioativos

Os resíduos radioativos não podem ser despejados em aterros sanitários como outros produtos residuais. Armazená-lo é um trabalho precário que exige um planejamento meticuloso. O lixo é altamente radioativo e gera preocupação com a ameaça que representa para o ecossistema . Ao contrário de outras indústrias que produzem resíduos indefinidamente perigosos, como metais pesados ​​(cádmio e mercúrio), o fato de os resíduos nucleares se tornarem menos tóxicos ao longo do tempo é único .

Apenas cerca de 3% dos resíduos nucleares têm vida longa e são altamente radioativos, exigindo, portanto, milhares de anos de isolamento .

A maioria dos resíduos de baixo nível é embalada e enviada para um sistema de disposição terrestre. O restante é descarregado no mar a partir da planta de reprocessamento de forma regulamentada.

Descarte de Resíduos de Baixo Nível

Descarte de resíduos nucleares de baixo nível (Crédito da foto: Nuclear Regulatory Commission/Wikimedia commons)

A radiação causada por tal descarte afeta apenas uma fração da radiação de fundo natural existente. As usinas nucleares e de reprocessamento também liberam pequenas quantidades de criptônio-85 quimicamente inerte, xenônio-133 e traços de iodo-131 na atmosfera. Seu efeito é muito pequeno para ser considerado em qualquer análise do ciclo de vida.

Lidar com combustível irradiado (resíduos radioativos de alto nível) pode ser uma tarefa complicada. Quando o combustível é retirado do reator, ele está quente e radioativo. Assim, ele é mantido debaixo d’água em uma piscina de combustível usado por 5-8 anos até que a radiação enfraqueça a um nível que possa ser resfriado sem água. Esse processo facilita a reciclagem e o descarte de resíduos.

Piscina de combustível gasto

Piscina de combustível usado (Crédito da foto: Flickr)

Após o resfriamento, os resíduos são reciclados ou transferidos para um barril seco cercado por concreto ou recipientes multiuso com gás inerte. Esses barris são projetados para uso a longo prazo e são seguros o suficiente para você caminhar e tocar. Países como a França reciclam seu combustível irradiado, enquanto outros optam pelo descarte direto de resíduos nucleares.

Produtos de fissão como Césio-137, Estrôncio-90, etc., são encontrados em resíduos de alto nível, mas também podem ser usados ​​para aplicações industriais e médicas, incluindo irradiação de sangue , preservação de alimentos e tratamento de esgoto.

A reciclagem do combustível usado para recuperar esses valiosos isótopos torna os resíduos radioativos mais um recurso do que um fardo. No descarte direto, o combustível nuclear usado é descartado sem qualquer reciclagem em um depósito subterrâneo.

Para a etapa final, o descarte geológico seguro é planejado com várias camadas de barreiras. O lixo é fechado em uma vasilha e colocado em túneis escavados no subsolo. Uma vez que a vasilha esteja presa, camadas de rochas e argila selam as vasilhas no lugar. Este protocolo imobiliza os elementos radioativos e os isola da atmosfera.

Existe alguma maneira de evitar a geração de resíduos de usinas nucleares?

Como mencionado anteriormente, existem duas fontes de energia nuclear – fissão e fusão nuclear. Mesmo assim, todas as usinas nucleares do mundo usam a fissão nuclear para gerar energia. A fissão gera núcleos instáveis, que permanecem radioativos por milhares de anos. Por outro lado, a fusão não cria nenhum resíduo radioativo. Em vez disso, produz hélio – um gás inerte que é inofensivo à vida.

A mudança de usinas de fissão nuclear para usinas de fusão nuclear diminuiria a formação de resíduos radioativos. A preferência pela fissão, no entanto, é porque os reatores de fusão criam muito menos resíduos radioativos do que os reatores de fissão.

Câmara de Fusão TOCAMAC

Tokamak – um dispositivo experimental sendo projetado para usina de fusão nuclear (Crédito da foto: Rswilcox/Wikimedia commons)

No entanto, a tecnologia para produzir eletricidade com a ajuda da fissão nuclear ainda está em sua fase inicial. Espera-se que o protótipo de um reator de fusão esteja funcional até 2040, o que significa que a segunda metade deste século revolucionário pode ser o palco perfeito para a geração de eletricidade por uma usina de fusão nuclear!

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