sábado, 18 de maio de 2019

Novo reator nuclear elimina resíduos radioativos


Sem resíduos radioativos e sem risco de acidentes, como os de Chernobyl ou Fukushima, é o que os investigadores que estão a desenvolver o "reator de fluido duplo" (DFR) prometem. O DFR, em vez de varetas de combustível, utiliza combustível líquido radioativo, que, em caso de emergência, se um reator superaquecer, o líquido combustível passará para os tanques de armazenamento.
Todos pensaram que a energia nuclear não teria futuro ao analisar os acidentes em centrais nucleares em Chernobyl ou Fukushima, e sobretudo tendo em conta as dificuldades associadas aos resíduos que permanecem radioativos por milhares de anos.



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Mas e se o núcleo do reator não pudesse derreter e as terríveis consequências disso pudessem ser excluídas? Se o reator não produzir produtos de fissão perigosos de longa duração? A resposta pode ter um nome, "reator de fluido duplo" (DFR), projetado pelo Instituto de Física do Estado Sólido de Berlim
"O núcleo do nosso reator não pode derreter porque o combustível já está derretido", disse o físico nuclear Goetz Ruprecht, que participou do desenvolvimento de um reator de fluido duplo. Segundo ele, o combustível será sais radioativos ou metais radioativos.
Ao contrário dos bem conhecidos reatores de sal fundido, emprega dois ciclos de líquidos separados no núcleo do reator. Num deles, circula combustível radioativo, e no outro, chumbo derretido, que absorve o calor do combustível e o transporta do núcleo.




Para uma transferência de calor particularmente eficiente, ambos os fluidos se movem paralelamente uns aos outros em cerca de 10.000 tubos. As transferências de chumbo aquecem ainda mais o próximo ciclo de hidrogênio ou carbono, e este último, aciona uma turbina que produz eletricidade.
Também é mostrado no gráfico, outro ciclo no qual elementos circulam e atuam como uma espécie de pré-aquecedor principal. Isso indica que, esse novo tipo de reator é criado com o objetivo de eliminar os resíduos.
"Os resíduos de  convencionais, e com enorme durabilidade, ocorrem, devido à combustão incompleta", explicou Ruprecht. "Isso é uma relíquia dos tempos de uso militar, quando, infelizmente, as decisões foram tomadas em favor do combustível nuclear sólido. As razões para isso eram estratégicas porque os primeiros reatores de água pressurizada eram usados ​​em submarinos. Os elementos combustíveis, que eram usados em submarinos, foram produzidos em terra ".

Para os militares, essa opção era muito prática, mas os elementos de combustível não eram utilizados na indústria civil por causa de sua extrema ineficiência, observou o especialista. Para especificar, ele comparou esse processo com um forno de carvão no qual o carvão é produzido a partir de madeira.
No reator, figurativamente falando, o calor da madeira, transformado em carvão, seria usado, enquanto o carvão seria jogado fora. "Somente 5% do combustível dos elementos combustíveis é usado, e o restante do material, que pode ser convertido com sucesso em produtos de fissão, mas não num reator desse tipo
O princípio da circulação resolve esse problema. Durante cada ciclo, a mistura é preparada e limpa dos produtos de decomposição. Em seguida, os materiais que não são queimados são enviados para um novo ciclo. O princípio, que usa a separação de dois ciclos, é comparável ao funcionamento de uma instalação de filtragem."Como resultado do uso a longo prazo, o material é quase 100% queimado", disse o cientista nuclear.


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O combustível pode ser usado até 20 vezes e, portanto, a quantidade de resíduos pode ser bastante reduzida. Além disso, os resíduos de centrais nucleares antigas também podem ser usados ​​num reator de duplo combustível. Claro, depois de muitos ciclos, os nuclidos de longa duração permanecem, mas, há um armazenamento intermediário no reator de fluido duplo, onde eles podem permanecer durante 300 anos no máximo, em vez das centenas de milhares de anos necessários para o armazenamento de barras de combustível irradiado.
"Apenas produtos de fissão permanecem, cuja radioatividade fica abaixo da do urânio natural e ocorre após 300 anos", explicou Ruprecht.
Se um reator superaquecer, há uma solução muito simples: o sal superaquecido dissolverá os plugues de fusão e o combustível líquido fluirá para os tanques de armazenamento, onde arrefecerá até atingir uma temperatura segura, podendo ser novamente carregado para um novo ciclo, se necessário. Os tubos devem ser feitos do material mais resistente à corrosão para processar ácidos tóxicos. Idealmente, esses tubos devem durar até 60 anos, no pior dos casos, devem ser substituídos a cada 20 anos.







Dado o pequeno tamanho do reator (cerca de três metros de diâmetro), não haverá consumo excessivo de materiais. O núcleo do reator em si é bastante caro para produzir, mas elimina a necessidade de reforma, equipamentos de segurança complexos e processamento dos resíduos, pelo que devem economizar muito dinheiro após a sua construção. 
Além disso, após a separação dos produtos de fissão, metais preciosos, bem como isótopos radioativos que podem ser usados ​​para medicina nuclear, podem ser recuperados. Por exemplo, espera-se que um DFR produza 300 gramas de molibdênio-99 por ano, o que excederia a procura atual em quatro vezes.


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Segundo Ruprecht, as pessoas não conseguirão fugir ao uso da energia nuclear. "Porque apenas as energias renováveis só por si não conseguirão melhorar a situação climática. Isso é um fato físico, é impossível construir centrais de energia renovável que suportem com capacidade para isso
Os recursos naturais, segundo o especialista, estarão esgotados mais cedo ou mais tarde, e apenas as nucleares permanecerão. "Existem recursos suficientes para isso. Pode-se cavar mais fundo para extrair o urânio do solo ou extraí-lo da água do mar". Assim, será possível satisfazer as necessidades da humanidade por milhões de anos.
Mais financiamento e pesquisa em segurança, no entanto, serão necessários para um maior desenvolvimento. Levará cerca de dez anos para construir o primeiro reator desse tipo, segundo Ruprecht. Vai custar cerca de dez mil milhões de euros. Existem patentes para esse tipo de reator no Japão, e na Europa e, desde o ano passado, também na Rússia.


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Fonte//SuptnikNews





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