Resíduo radioativo é formado por resíduos com elementos químicos radioativos que não têm ou deixaram de ter
utilidade. É gerado em processos de produção de energia nuclear, tanto em uso pacífico como em
armamento nuclear, podendo ainda ser oriundo de outros usos, tais como
tratamentos e diagnósticos radiológicos e pesquisa científica.
A
destinação do resíduo radioativo é um dos problemas mais sérios resultantes do
uso da fissão nuclear para a
geração de energia elétrica.
O maior
perigo apresentado pelo lixo atômico é sua radioatividade, tóxica e
cancerígena, mesmo em quantidades pequenas.
A radioatividade desse material diminui com
o tempo. Todo radioisótopo tem uma meia-vida T½ (entre frações de segundo e
bilhões de anos), ou seja, o tempo necessário para perder metade (½) de sua
radioatividade. Todo elemento radioativo decai para um elemento não-radioativo,
mas o tempo necessário para que 99,9% dos núcleos radio-isótopos decaiam para
núcleos não-radioativos é de aproximadamente 10 vezes T½,
que no exemplo do Urânio-235 (o
combustível de uma usina nuclear típica) seriam 7 bilhões de anos.
Origens
de resíduos radioativos
Reatores
nucleares
A produção mundial de resíduos
radioativos por usinas nucleares é de cerca de 9.000 toneladas por ano.
Resíduos de usinas nucleares consistem em:
§
Combustíveis gastos: produtos de fissão,
combustível nuclear gerado, trans-urânios gerados, matéria não gasta
§
Produtos ativados: São materiais originalmente
não radioativos (p. ex. do interior do reator ou dos arredores) que entraram em
contato com radiação de nêutrons e adquiriram radioatividade, tais como:
§
contêineres
§
equipamento que operou com combustíveis nucleares
§
peças do reator
§
tubos de mineração
§
roupa/equipamento de segurança dos funcionários
§
utensílios de limpeza
Mineração de urânio
A maior parte (cerca de 80%)
dos resíduos radioativos origina-se na extração de urânio. Esse entulho é
geralmente depositado próximo à mina correspondente. A inalação de poeira e a
ingestão de alimentos contaminados representam um risco à saúde pública,
especialmente à crianças e mineiros. Particularmente produtos de decaimento de
urânio, como o gás Radon-222 apresentam maior radiotoxicidade.
Armas nucleares
O material físsil de uma bomba
nuclear contém alto teor de radioisótopo Urânio-235 ou de Plutônio-239. Esses
núcleos decaem naturalmente (fissão espontânea ou emissão de radiação α ou ß)
para radioisótopos não físseis. Se o teor de radioisótopos físseis decair para
uma porcentagem inferior a 85%, a bomba perde a capacidade de reação em cadeia
tornando-se ineficaz. Para manter o material explosivo é necessário submetê-lo
regularmente ao reprocessamento
nuclear, gerando resíduos nucleares adicionais.
Uma quantidade considerável de
resíduos nucleares foi gerada nos testes de bombas nucleares entre 1945 e 1966.
Em atóis e ilhas do Oceano Pacífico (p. ex. Moruroa, Bikini, Ilha Christmas) extensas áreas foram
contaminadas pelos E.U.A, França e Reino Unido. A região de Semipalatinsk no
Cazaquistão serviu como área de teste para a União Soviética. As populações
indígenas foram e continuam vítimas dessa contaminação, sofrendo com diversos
tipos de câncer, que inclusive podem se perpetuar em uma família. Além disso,
esses povos possuem sérios problemas de alimentação por não poderem consumir
produtos agropecuários de sua própria região.
Reprocessamento nuclear
Usinas de reprocessamento
nuclear utilizam centrífugas de enriquecimento ou aproveitam do
processo de difusão gasosa para
separar material combustível não gasto (235U) e/ou material gerado no processo de
fissão (239Pu), de resíduos não combustíveis.
Esse processo enriquece o material físsil com objetivo de reutilizá-lo em novos elementos combustíveis.
Porém, entre 0,1% e 1% de isótopos de meia-vida longa (aqueles que apresentam
radiotoxicidade por milhares de anos) permanecem no produto residual após o
reprocessamento. Assim sendo, sua disposição definitiva é absolutamente necessária.
Grau de radioatividade
Classifica-se os resíduos de
acordo com grau de radioatividade: baixa, intermediária e alta - em inglês:
low- (LLW), intermediate- (ILW), high-level waste (HLW).
Essa classificação não
considera a toxicidade dos compostos. Também resíduos de baixa radioatividade
podem apresentar altíssima toxicidade (p. ex. os isótopos que emitem radiação
alpha). Esses tem que ser isolado da biosféra durante muito tempo, como por
exemplo Estrôncio-90.
Problemas e Perigos
Armazenamento definitivo
O grau de segurança para
disposição final é principalmente determinado pela ocorrência de produtos
altamente radioativos e pelo teor de radioisótopos que emitem radiação alpha. No caso de disposição final
direta (sem reprocessamento) de lixo nuclear, uma usina de grande porte, como Angra
2, gera cerca de 50
m³ por ano de resíduo de alta radioatividade (volume
correspondente a um cubo de aprox. 4
m de aresta). Com reprocessamento são cerca de 7 m³ por ano (volume
correspondente a um cubo de aprox. 2
m de aresta); porém a quantidade de resíduos de baixa e
média radioatividade é 20 vezes maior, devido à geração de material radiotóxico
durante o reprocessamento.
Contaminação da biosfera
O principal problema na
disposição de resíduos radioativos é a percolação de tóxicos contidos no
material radioativo para lençóis freáticos, levando
assim à inevitavel dispersão do material na biosfera.
Uma vez contaminada, a água entra diretamente na cadeia alimentar, como por exemplo através de
represas e poços e, indiretamente através da ingestão de alimento contaminado
(incorporação da contaminação pelo pescado, utilização de água no cultivo
agrícola, pecuária entre outros).
Como vários elementos contidos
nos resíduos nucleares têm meia-vida de 1000 anos ou mais, eles devem ser
isolados (depósito definitivo) durante muito tempo. Por exemplo o elemento
Plutônio-239, que decai sob emissão de radiação alpha e possui atividade
específica de 2000 Bq/µg, sendo portanto extremamente
radiotóxico.
Ventos durante de um período de
seca em 1967 e incêndios florestais em 2010 aumentaram a área contaminada nas
regiões de Majak. A região de Majak é considerada a mais contaminada no mundo,
devido ao grave acidente em uma central de reprocessamento em 1957. Cerca de 10.000 hectares em
torno da instalação apresentam contaminação com aproximadamente
4·10 Becquerel (mais do que a quantidade liberada no acidente de
Chernobil). Incêndios florestais ocorridos na Rússia em agosto de 2010 também
levantaram nuvens de poeira radioativa na região de Brjansk (região que ficou
contaminada na catástrofe nuclear de Chernobil em 1986). Os incêndios fizeram
as partículas radioativas chegarem à atmosfera e se distribuirem em áreas
maiores, aumentando a região contaminada.
Transporte
Alguns países com usinas
nucleares não possuem centrais de reprocessamento (Alemanha, Japão, Canadá).
Assim, a escolha de deixar enriquecer em outros países traz como consequência o
transporte de sustâncias altamente radioativas pelo mundo. Inclusive, a embarcação
desses resíduos leva o perigo de contaminar mares e oceanos.
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