Energia e Meio Ambiente

Como os resíduos nucleares são enviados?

Como os resíduos nucleares são enviados?

Material radioativo

Os materiais radioativos são alguns dos compostos mais voláteis da face do planeta. No entanto, com a tecnologia certa, mesmo um trem não consegue penetrar nos escudos impressionantes que os protegem de qualquer perigo na estrada, trilhos ou mar. Através de décadas de engenharia refinada, os cientistas desenvolveram mecanicamente robustos frascos de transporte nuclear. Esses frascos são capazes de suportar os perigos mais potenciais e devastadores impostos durante o transporte para todo o mundo. Embora muitas pessoas questionem os sistemas de segurança e as medidas postas em prática para proteger os resíduos nucleares do meio ambiente e tudo o mais contra os perigos potenciais da radiação.

Construir um frasco para transportar o material mais perigoso do mundo não é uma tarefa fácil. O frasco deve ser pesado o suficiente para fornecer proteção adequada para evitar que a radiação * penetre nas paredes do recipiente. Embora o contêiner ainda deva ser resistente o suficiente para suportar os acidentes mais graves. No entanto, nem todos os tipos de materiais radioativos emitem as mesmas formas de radiação. Os engenheiros devem acomodar e fabricar diferentes frascos de transporte radioativo para conter vários tipos de material radioativo. O material radioativo vai muito além do combustível nuclear usado. Ele vem em muitos estados, desde gases até líquidos e sólidos.

Lixo nuclear

Resíduos nucleares são tipicamente o material que resta depois que o combustível nuclear se esgota. Embora, como o combustível nuclear é tão rico em energia, ele não produz muitos resíduos nucleares. Por exemplo, se toda a população dos EUA dependesse exclusivamente da energia nuclear, cada pessoa geraria 39,5 gramas de resíduos nucleares. Em equivalência, se a energia fosse obtida pela queima de madeira, cada indivíduo acabaria com 10.000 kg.

Diferentes formas de radiação requerem diferentes tipos de proteção

Os materiais radioativos são classificados com base no elemento responsável pela emissão da radiação. Geralmente, quanto mais pesado o elemento, maior é a energia radioativa. Existem também duas formas de radiação, ionizante, e Não ionizante. A radiação não ionizante dá ao átomo mais energia, mas não o faz mudar fisicamente. As formas mais comuns de radiação não ionizante são luz visível, infravermelho, microondas e assim por diante. Embora sejam radioativos, normalmente não representam muito perigo. A radiação ionizante, por outro lado, causa mudanças físicas nas moléculas, forçando-as a perder elétrons ou se separar completamente. Quebrar um átomo resulta em uma quantidade absurda de radiação a ser liberada. Embora a radiação possa ser controlada e usada para coisas magníficas, deve ser contida no mundo mais forte recipientes.

A criação de um frasco digno de proteger os funcionários nucleares, o público em geral e o meio ambiente de décadas de contaminação requer ser feito com o mais alto nível de precisão e qualidade estrita para evitar um desastre.

* Radiação é a energia lançada de um átomo. Ele viaja como uma onda eletromagnética (assim como um raio de sol) ou como uma partícula subatômica que está viajando incrivelmente rápido. Quando a radiação atinge outro átomo, ela entrega toda a sua energia ao átomo e pode causar seu aquecimento. É o que nos permite ver e nos manter aquecidos e, às vezes, alimenta todos os nossos aparelhos eletrônicos.

Tipos de frascos

Nem todas as substâncias radioativas emitem os mesmos níveis de radiação e, portanto, requerem vários graus de proteção construída com materiais diferentes. Os frascos variam para finalidades como os pequenos recipientes à prova de vazamentos que são projetados para serem usados ​​no transporte de gases radioativos e isótopos médicos. O transporte de combustível nuclear usado requer mais proteção. Os frascos de transporte nuclear podem ser mais do que acabados50 toneladas!

Recipiente de resíduos nucleares [fonte da imagem:Wikimedia Commons]

O nível de proteção depende de duas variáveis ​​principais: quanto material está sendo transportado e o tipo de radiação que está sendo emitida.

Pequenas partículas radioativas emitem radiação de energia mais baixa, geralmente de emissores de partículas beta. Os emissores de partículas beta são facilmente contidos com proteção mínima contra radiação. Como as partículas são muito pequenas, o maior problema surge com a possibilidade de haver uma fratura ou imperfeição. Uma fratura pode permitir que as pequenas partículas vazem do recipiente para o mundo. Porém, os recipientes não precisam ser tão resistentes quanto outras formas de radiação ionizante.

Átomos mais pesados ​​emitem maior energia, comoradiação gama.Os raios gama requerem uma proteção significativamente maior, pois são os raios de maior energia de todas as radiações. Átomos grandes, como o urânio, geram a maior parte da radiação gama. No centro do átomo estão os prótons e nêutrons. Os nêutrons são excelentes absorvedores de radiação gama, tornando-os grandes escudos contra os raios gama. Quanto mais nêutrons, melhor será o recipiente, razão pela qual elementos extremamente pesados ​​são usados ​​para conter a radiação de alta energia. Aço, chumbo, concreto e às vezes até urânio empobrecido são usados ​​para fabricar os recipientes - o maior dos quais tem peso seco acima de 50 toneladas.

Construindo um escudo impenetrável

As paredes do contêiner podem ser sobre 35 centímetros de espessura para garantir que nenhuma radiação gama escape. Um frasco sem costura é formado para conter a radiação gama, forjando o corpo a partir de uma unidade sólida de aço. Ironicamente, a radiação gama é usada para inspecionar cada centímetro do frasco antes de entrar em serviço. O pessoal do governo possui códigos e práticas de segurança extremamente elevados que são rigorosamente cumpridos.

Alguns materiais radioativos precisam ser envolvidos por uma espessa camada de chumbo. O chumbo é um dos metais mais macios, embora seja um dos melhores na absorção de radiação. Protetores de chumbo evitam que a radiação entre em contato com o frasco externo. Embora a radiação gama seja fácil de conter, ela pode ionizar outras partículas e forçá-las a liberar formas mais perigosas de radiação. Porém, para garantir que os frascos sejam adequados, o pessoal do governo segue os procedimentos de segurança mais rígidos para evitar a ocorrência de um acidente.

Como os materiais radioativos são preparados e transportados

O peso dos frascos nucleares impede que a maior parte do lixo nuclear seja transportada por via aérea. A maior parte do material radioativo usa as mesmas rotas de transporte percorridas pelo público em geral, especificamente de trem.

Uma vez gasto o combustível nuclear, ele ainda contém 96% de urânio, 1% de plutônio e 3% de produtos da fissão (da reação nuclear), bem como alguns transurânicos (o que resta depois que o urânio se decompõe). Durante a operação, um reator nuclear funciona em cerca de300 graus. Porém, dentro do núcleo do reator, as temperaturas podem exceder1000 graus. Depois de gasto, o combustível ainda está extremamente quente. Deve ser resfriado em um baía de armazenamento de combustível irradiado por meses antes de poder ser enviado com segurança em um frasco de transporte. Os compartimentos de combustível irradiado são normalmente grandes piscinas de resfriamento que abrigam o material radioativo até que ele atinja um nível sustentável.

Depois de resfriado, o combustível é colocado em um barril adequado. Alguns tonéis podem conter combustível irradiado por até120 anos! No entanto, ocasionalmente, o combustível precisa ser transportado por longas distâncias. Embora possa ter passado meses esfriando, o combustível ainda está extremamente quente.

A maioria dos frascos de transporte são preenchidos com água para absorver parte da energia térmica. Embora, na região confinada, a água sozinha muitas vezes não seja suficiente. As aletas de resfriamento são normalmente integradas na parte externa do contêiner de transporte para dispersar o calor na atmosfera. O frasco está se movendo continuamente uma vez colocado em um veículo para fornecer um fluxo contínuo de ar. O transporte contínuo também limita o tempo que o frasco fica exposto em um recipiente mais vulnerável, embora os frascos sejam praticamente impenetráveis.

Quão perigoso é o transporte?

O transporte radioativo é uma operação precisa e impecavelmente segura que é executada diariamente em todo o mundo sem incidentes. De acordo com a Associação Nuclear Mundial, cerca de 20 milhões de remessas de todos os tamanhos contendo materiais radioativos são rotineiramente transportadas em todo o mundo anualmente em estradas públicas, ferrovias e navios. Ao longo dos anos, material radioativo foi enviado milhões de quilômetros através do mundo. Embora tenham ocorrido pequenos acidentes ao longo das décadas, nunca houve um vazamento de contêiner com equipamento altamente radioativo para o meio ambiente.

Garantindo a segurança por meio de testes rigorosos

Embora os especialistas em engenharia nuclear sejam competentes em seu trabalho, nada é deixado ao acaso. Os protocolos nucleares internacionais exigem que todas as agências realizem testes extensivos em qualquer contêiner antes de implementá-lo no mundo real.

Um desses testes conduzido em 1984 pela British Nuclear Fuels investigou a resistência de seus recipientes nucleares na "Operação Smash Hit". Os eventos mais improváveis ​​foram colocados à prova no nível mais extremo nas piores condições para ver como os frascos podem funcionar e conter o lixo nuclear.

O frasco que passou pela maior parte dos testes falhou durante um dos testes de queda de 8 metros. Uma pequena quantidade de água foi liberada quando o contêiner se espatifou no chão com uma força incrível. Embora o spray não contivesse quase nenhuma radiação e não representasse nenhuma ameaça ao meio ambiente, Sellafield Ltd (formalmente conhecida como British Nuclear Fuels) reprojetou o frasco para resistir totalmente à força antes de ser usado com combustível realmente usado. Os experimentos a seguir provaram com sucesso a competência do contêiner, visto que ele foi martelado nas situações mais extremas.

Sempre há um risco inerente envolvido ao lidar com material radioativo. No entanto, as políticas rígidas que regem qualquer aspecto que lide com material radioativo, bem como práticas precisas de engenharia, reduzem significativamente as chances de ocorrência de um acidente. As políticas nucleares são constantemente revisadas e reformadas para garantir a segurança do público.

Escrito por Maverick Baker

Assista o vídeo: DOC: O Pesadelo dos Resíduos Nucleares Português (Novembro 2020).