Túmulo nuclear - Nuclear entombment

O sepultamento nuclear (também conhecido como "invólucro seguro") é um método de descomissionamento nuclear no qual os contaminantes radioativos são envolvidos em um material estruturalmente de vida longa, como o concreto . Isso evita que o material radioativo e outras substâncias contaminadas sejam expostos à atividade humana e ao meio ambiente. O entombment é geralmente aplicado a reatores nucleares , mas também a alguns locais de teste nuclear . O sepultamento nuclear é o menos usado dos três métodos de descomissionamento de usinas nucleares , sendo os outros o desmantelamento e o fechamento seguro. O uso de sepultamento nuclear é mais prático para usinas nucleares maiores que precisam de enterros de longo e curto prazo, bem como para usinas que buscam cancelar suas licenças de instalação. O entombment é usado caso a caso devido ao seu grande compromisso com anos de vigilância e complexidade até que a radioatividade não seja mais uma preocupação importante, permitindo o descomissionamento e a liberação irrestrita final da propriedade. Considerações como suporte financeiro e disponibilidade de know-how técnico também são fatores importantes.

Preparação

O primeiro passo é interromper as operações e armazenar qualquer combustível usado ou resíduos. Os reatores nucleares produzem resíduos de alto nível na forma de combustível nuclear usado , que continua a liberar calor de decomposição devido à sua poderosa radioatividade. Armazenar esses resíduos debaixo d'água em uma piscina de combustível irradiado evita danos e absorve a radiação com segurança. Com o passar dos anos, a radioatividade e a geração de calor diminuem, até que o combustível irradiado possa ser removido da água e armazenado em tonéis para sepultamento. Quando um reator é desativado, o combustível parcialmente gasto pode ser tratado da mesma maneira. O reator é selado para não permitir o escape de partículas ou gases radioativos. Por último, a água de aquecimento é bombeada para fora e colocada em recipientes para aguardar a descontaminação adequada. A descontaminação é o processo de remoção de contaminantes radioativos da superfície remanescente. A lavagem e a limpeza mecânica são processadas durante o processo de descontaminação por meio de reatores químicos, e o objetivo global é proteger a segurança pública e o meio ambiente. O refrigerante também é removido e armazenado para descarte adequado. Este procedimento é freqüentemente realizado pela empresa proprietária da planta e, se a empresa não puder, então contratados devidamente qualificados são contratados. Após este procedimento, vem o próximo que trata da radioatividade e dos rejeitos radioativos .

O segundo procedimento é a desmontagem do site. O projeto de descomissionamento é para a remoção dos materiais radioativos. O corte térmico e o corte mecânico são duas formas técnicas de desmontar e demolir. O corte térmico é usado para os metais queimando com alta energia em uma área de concentração. O corte mecânico ocorre na oficina com força mecânica e corta os materiais reativos em duas partes ou em pequenos pedaços. Os resíduos mais perigosos são colocados dentro de contêineres resistentes à radiação, após o que os contêineres são transportados para instalações de armazenamento. O resto do local pode então ser descontaminado. O local é então verificado minuciosamente em busca de quaisquer sinais de radiação. A maioria dos resíduos restantes no local pode ser descartada normalmente, pois não está contaminada ou os níveis de radioatividade caíram para limites seguros. Esse processo geralmente é concluído com a utilização de robôs, que são capazes de acessar áreas de difícil acesso consideradas muito radioativas para trabalhadores humanos. O robô foi feito por WWER-440-type-NNR e está principalmente na parte central e oriental da Europa, na Rússia. A ideia principal do uso de robôs na descontaminação é reduzir a radioatividade a um nível, portanto, os trabalhadores podem ficar expostos. A energia do robô foi fornecida pelo sistema de controle do robô e colocada no manipulador. O manipulador pode ser controlado por controle remoto. O robô “Decomler” atua na descontaminação utilizando o sistema de rodas e sistema de esteira. Além disso, o robô precisa ser estritamente licenciado pelas autoridades reguladoras nacionais, porque os materiais processados ​​pelo robô precisam garantir que não sejam descarregados para o exterior. Caso contrário, causará poluição nuclear tanto para o meio ambiente quanto para os humanos.

Sepultamento

O entombment é um processo mais demorado do que o armazenamento de proteção e o desmantelamento como um modo de descomissionamento. O mais simples dos procedimentos é sepultar a fonte de rejeitos radioativos no próprio local. Após a contenção e descarte de fontes de combustível irradiado de nível inferior, o processo de sepultamento das partes radioativas de alto nível da planta pode começar. O próprio sepultamento é realizado por inúmeras camadas de materiais resistentes, geralmente concreto entre eles. O primeiro passo é cobrir a área com um escudo protetor que geralmente é feito de materiais resistentes à radioatividade - isso permite que os trabalhadores continuem trabalhando em um ambiente significativamente menos radioativo. A segunda etapa é a mais importante e demorada. Materiais cimentícios são usados ​​para envolver o local em cimento , argamassa absorvente e / ou preenchimentos. Cada camada de cimento, argamassa ou preenchimento deve definir e curar antes que a próxima camada seja adicionada. Tempo e testes adequados são necessários para garantir a contenção segura da radiação dentro das camadas de cimento. A etapa final geralmente é cercar o local com uma mistura de argila ou areia / cascalho e, em seguida, o solo é colocado no topo do local.

Projetos de entombment devem ser definidos e acordados por uma organização autorizada, como o NRC. Esses projetos também devem ser uma alternativa aprovada a outros métodos de descomissionamento. Além disso, como a instalação nuclear costuma estar próxima a outros ambientes públicos, o público deve aceitar o sepultamento como uma opção de descontaminação e descomissionamento (D&D) antes de prosseguir. Às vezes, testes em pequena escala são realizados para provar a organizações como o NRC que um processo padrão pode ser transferido. Uma abordagem de consórcio também é necessária para garantir uma compreensão mais ampla e financiamento do sepultamento nuclear. Locais para potencial sepultamento foram identificados no Reino Unido, Japão, Lituânia, Rússia e Taiwan, mas mais pesquisas e desenvolvimento de métodos de sepultamento nuclear foram solicitados a partir do início do século 21. Os locais devem ser verificados rotineiramente em busca de violações na barreira de contenção por décadas. Portanto, o sepultamento é frequentemente considerado como uma solução de último recurso para o descomissionamento de uma usina nuclear ou local de desastre nuclear.

Preocupações

Muitas das preocupações do sepultamento nuclear giram em torno da ética e da confiabilidade de longo prazo. Dado o conteúdo inerentemente perigoso das estruturas de sepultamento, eles servem como uma séria desamenação para os residentes próximos. Uma vez estabelecidas, as estruturas de sepultamento não podem ser praticamente transportadas ou modificadas, tornando os locais de descarte efetivamente permanentes por sua vida útil pretendida, muitas vezes até 1.000 anos. Além disso, a permanência pretendida de tais estruturas aumenta a preocupação com a integridade do vazamento por longos períodos de tempo. Caso ocorra um vazamento, o conteúdo do lixo nuclear poderia contaminar potencialmente radioativamente as fontes de água próximas, representando um sério risco à saúde dos habitantes do entorno e da biosfera, possivelmente violando o princípio do poluidor-pagador . A percepção pública desempenha um papel importante no desenvolvimento de locais de sepultamento nuclear e pode ser difícil garantir um suprimento constante de recursos financeiros e trabalhadores voluntários.

O monitoramento constante e minucioso e o saneamento de qualquer local de sepultamento nuclear são necessários para garantir sua estabilidade e eficácia por um longo período de tempo, uma despesa significativa que não é necessariamente previsível para toda a vida do local, deixando um passivo financeiro para as gerações futuras. A saúde e segurança dos trabalhadores que monitoram a estrutura também são uma preocupação; para referência, as obras do Chernobyl Entombment recebem cerca de 9,2 mSv por mês, em comparação com a média dos residentes dos EUA que recebe 3,1 mSv por ano.

O entombment não é uma solução para todo tipo de lixo radioativo e não é viável para radionuclídeos de longa duração.

Benefícios

O custo de vigilância será menor do que o custo de vigilância para a opção SAFSTOR (armazenamento seguro). O custo de sepultamento é menor do que o custo de desmontagem, uma vez que utiliza para descarte a mesma instalação de onde provêm os resíduos. O uso de sepultamento requer menos trabalhadores e evita que tenham grande contato com o lixo nuclear. Em alguns casos, o sepultamento também oferece mais benefícios financeiros através da redução dos custos dedicados ao acondicionamento e gerenciamento de resíduos, uma vez que os resíduos radioativos podem ser colocados nas proximidades dos recintos de sepultamento para se beneficiar da decomposição. Além de reduzir custos, também minimiza a interação do público com o projeto e a quantidade de radiação nuclear emitida a partir dos resíduos. Ao descartar o lixo nuclear na mesma instalação, os engenheiros poderão reforçar a instalação para garantir a segurança do público e do meio ambiente. O entombment também é preferível em casos de cenários sensíveis ao tempo, nos quais o desmantelamento adiado de uma usina nuclear poderia aumentar potencialmente a carga financeira e / ou a perigosa decomposição radioativa. Além dos benefícios práticos diretos, o sepultamento também foi explorado como uma etapa que pode beneficiar o processo geral de descontaminação e descomissionamento, embora mais pesquisa e desenvolvimento sejam necessários antes que possa ser considerada uma opção viável.

Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos

A Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos ( USNRC ) fornece licenciamento para o processo de sepultamento, bem como programas de pesquisa e desenvolvimento (P&D) para ajudar na desativação de usinas nucleares. O USNRC continuará o desenvolvimento da criação de regras para o sepultamento. O NRC pede às empresas que administram usinas de energia que reservem dinheiro enquanto a usina está operando, para futuros custos de desligamento e limpeza. O NRC decidiu para que o sepultamento nuclear seja possível, uma estrutura de longo prazo deve ser criada especificamente para o encapsulamento dos resíduos radioativos. Se as estruturas não forem construídas corretamente, a água pode infiltrar-se nelas e infectar o público com lixo radioativo. O NRC impôs atos como a Lei de Política de Resíduos Nucleares de 1982 e a política de resíduos radioativos de baixo nível . Essas políticas ajudam a regulamentar os governos estaduais sobre os procedimentos e precauções necessárias para descartar o lixo nuclear. A Política de Resíduos Nucleares de 1982 declara que a responsabilidade do governo federal é fornecer uma instalação de eliminação permanente para resíduos radioativos de alto nível e combustível nuclear usado. Se os estados também concordaram em seguir o §274 da Lei de Energia Atômica, eles podem assumir a responsabilidade de descartar resíduos de baixo nível e receber instalações do governo federal para esse fim.

Outras comissões na busca de melhorar o sepultamento nuclear como uma solução incluem a Parceria de Barreiras Cementícias (CBP) e o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE). Instalações de pesquisa, como as do Savannah River e do Lawrence Livermore Laboratory, contribuíram para a compreensão do sepultamento nuclear seguro.

Exemplos de contenção

Existem vários exemplos de procedimentos de sepultamento concluídos com sucesso. Em El Cabril, Espanha, um conceito de barreira de concreto múltiplo foi usado em que os tambores de resíduos radioativos são colocados dentro de caixas de concreto. Essas caixas são então colocadas dentro de uma abóbada de concreto armado selada com um revestimento à prova d'água para evitar que qualquer líquido perigoso escape dos tambores. Na Instalação de Energia Nuclear de Hallam, expansão de concreto, soldagem de selos em penetrações, areia, membranas de polivinil à prova d'água e terra foram usados ​​para envolver resíduos radioativos. Na Usina Nuclear de Piqua, soldas de selagem e areia foram novamente utilizadas para selar o reator interno e, por último, seladas com uma membrana impermeável. Na Central Elétrica do Superaquecedor Nuclear Ebuliente (BÔNUS) em Rincón, Porto Rico, uma laje de concreto foi construída para cobrir a superfície superior, enquanto a soldagem de vedação foi usada para garantir as penetrações na superfície inferior.

O desastre de Chernobyl é um dos piores desastres nucleares. O edifício de contenção inicial, comumente conhecido como sarcófago, não foi classificado como um dispositivo de sepultamento adequado. Era difícil ou impossível de consertar e manter devido aos níveis extremamente altos de radiação. Uma nova estrutura foi concluída e implantada estruturalmente no final de 2016, tendo sido concluída em 2019. A estrutura mede 108 metros de altura, com 260 metros de comprimento e 165 metros de vão. O arco principal é composto por painéis resistentes à radiação de camada tripla, compostos de aço inoxidável revestidos em policarbonato , que proporcionarão a blindagem necessária para a contenção da radiação. A estrutura pesa mais de 30.000 toneladas e cobre completamente o Reator número 4. Esta nova tumba foi projetada para durar mais de 100 anos e tem sistemas especiais de ventilação e temperatura para evitar a condensação de fluidos radioativos no seu interior, o que poderia resultar em uma contenção comprometida. A nova estrutura de contenção ainda deve ser temporária, com o objetivo de dar tempo ao governo ucraniano e à UE para desenvolver formas de descomissionamento e limpeza do local.

Outros exemplos

  • Lucens , Suíça - inicialmente sepultado em uma caverna e posteriormente descontaminado
  • Dodewaard , Holanda - sepultado por 40 anos, aguardando o descomissionamento final; também conhecido como 'compartimento seguro'
  • Runit Dome , Ilhas Marshall - grande tumba de concreto construída em 1980 em uma cratera de explosão atômica, envolvendo solo contaminado

Veja também

Referências

Leitura adicional