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 dosSimpsons!

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 átomosse fundempara 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 deradioatividade, existem três categorias de resíduos – resíduos de baixo, intermediário e alto nível. O lixo nuclear geralmente se refere ao combustível que foiusadono 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 ealtamenteradioativo.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 nuclearessão consideradasresíduos 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 demetal. 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 podemser despejadosem aterros sanitários como outros produtos residuais. Armazená-lo é um trabalho precário que exige um planejamento meticuloso.O lixo éaltamenteradioativo e gera preocupação com a ameaça que representa para o ecossistema.Ao contrário de outras indústrias que produzem resíduosindefinidamenteperigosos, 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 sãoaltamenteradioativos, 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 desangue, 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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