Como os resíduos nucleares são armazenados

Os resultados publicados recentemente na revista Nature Materials, mostram que a corrosão dos materiais que armazenam resíduos nucleares estão sendo degradados devido a mudanças que ocorrem na química da solução de resíduos nucleares. Segundo Xiaolei Guo  e colaboradores  do Centro de Desempenho e Design de Formulários e Recipientes de Resíduos Nucleares do Estado de Ohio, Faculdade de Engenharia da Universidade de Ohio, isso indica que os modelos atuais podem não ser suficientes para manter esses resíduos armazenados com segurança. É necessário que seja feito um desenvolvimento de um novo modelo para armazenar resíduos nucleares.

A pesquisa da equipe de pesquisadores se concentrou em materiais de armazenamento para resíduos nucleares de alto nível – principalmente resíduos de defesa, o legado da produção de armas nucleares do passado. O lixo é altamente radioativo. Enquanto alguns tipos de resíduos têm meia-vida de cerca de 30 anos, outros – por exemplo, plutônio – têm uma meia-vida que pode ser dezenas de milhares de anos. A meia-vida de um elemento radioativo é o tempo necessário para que metade do material decaia.

Atualmente, os Estados Unidos não têm um local de descarte para esses resíduos; de acordo com o Escritório de Responsabilidade Geral dos EUA, normalmente é armazenado próximo às fábricas onde é produzido. Um local permanente foi proposto para a Yucca Mountain, em Nevada, embora os planos estejam parados. Países do mundo todo debateram a melhor maneira de lidar com o lixo nuclear; apenas um, a Finlândia, iniciou a construção de um repositório de longo prazo para resíduos nucleares de alto nível.

Infelizmente, o descarte e armazenamento de resíduos de defesa de alto nível em todo o mundo é basicamente o mesmo. Envolve misturar o lixo nuclear com outros materiais para formar vidro ou cerâmica e, em seguida, envolver esses pedaços de vidro ou cerâmica – agora radioativos – dentro de caixas metálicas para enterra-las em seguida no subsolo isolado.

Xiaolei Guo e colaboradores descobriram que, quando expostos a um ambiente aquoso, o vidro e a cerâmica interagem com o aço inoxidável acelerando a corrosão. O processo de corrosão é mais acelerado quando a caixa entra em contado direto com o aço inox.  Essa afirmativa está baseada em experimentos simulando condições de pressão da ordem daquelas usadas em resíduos nucleares enterrados na  Montanha Yucca, local usado para armazenado de resíduos nucleares nos EUA. Os pesquisadores também observaram rachaduras e corrosão no aço inoxidável causadas pelas partes de vidro. Parte do problema está na tabela periódica. O aço inoxidável é feito principalmente de ferro misturado com outros elementos, incluindo níquel e cromo. O ferro tem uma afinidade química pelo silício, que é um elemento-chave do vidro.

Os experimentos também mostraram que, quando a cerâmica – outro potencial detentor de lixo nuclear – era pressionada contra o aço inoxidável em condições que imitavam as que estavam embaixo da montanha Yucca, tanto a cerâmica quanto o aço inoxidável corroíam de maneira severamente localizada.

 

Fonte: Ohi State News