Resíduos radioactivos

uma especial preocupação na gestão de resíduos nucleares são dois de longa duração, produtos de cisão, Tc-99 (meia-vida de 220.000 anos) e o I-129 (meia-vida de 15,7 milhões de anos), que dominam o gasto de combustível de radioatividade após alguns milhares de anos. Os elementos transuranianos mais problemáticos no combustível usado são Np-237 (meia-vida de dois milhões de anos) e Pu-239 (meia-vida de 24 mil anos)., Os resíduos nucleares exigem um tratamento e uma gestão sofisticados para os isolar da interacção com a biosfera. Isto exige normalmente um tratamento, seguido de uma estratégia de gestão a longo prazo que envolva a armazenagem, eliminação ou transformação dos resíduos numa forma não tóxica. Os governos de todo o mundo estão considerando uma série de opções de gestão e Eliminação de resíduos, embora tenha havido um progresso limitado para soluções de gestão de resíduos a longo prazo.,

na segunda metade do século XX, vários métodos de eliminação de resíduos radioactivos foram investigados por nações nucleares, que são:

• “armazenamento a longo prazo acima do solo”, Não implementado.,
• “eliminação no espaço exterior” (por exemplo, dentro do sol), Não implementado—como seria atualmente muito caro.
• “eliminação de furos profundos”, Não implementado.
• “fusão de rochas”, Não implementado.”eliminação em zonas de subducção”, não implementada.eliminação Oceânica, pela URSS, Reino Unido, Suíça, Estados Unidos, Bélgica, França, Países Baixos, Japão, Suécia, Rússia, Alemanha, Itália e Coreia do Sul (1954-93). Isto já não é permitido por acordos internacionais.,”eliminação sub-fundos marinhos”, não implementada, não permitida por acordos internacionais.”eliminação em placas de gelo”, rejeitada no Tratado Antártico” injeção direta”, pela URSS e EUA.transmutação Nuclear, usando lasers para causar decaimento beta para converter os átomos instáveis para aqueles com semi-vidas mais curtas.

nos Estados Unidos, a Política de gestão de resíduos quebrou completamente com o fim dos trabalhos no repositório incompleto de montanha Yucca. Actualmente, existem 70 centrais nucleares onde o combustível usado é armazenado., Uma comissão Blue Ribbon foi nomeada pelo Presidente Obama para analisar as opções futuras para este e futuro desperdício. Um depósito geológico profundo parece ser favorecido. Em 2018, o vencedor do Nobel de Física Gérard Mourou propôs o uso de amplificação de pulso Chirped para gerar pulsos laser de alta energia e baixa duração para transmutar material altamente radioativo (contido em um alvo) para reduzir significativamente a sua semi-vida, de milhares de anos para apenas alguns minutos.,

Inicial treatmentEdit

VitrificationEdit

a Longo prazo de armazenamento de resíduos radioactivos requer a estabilização dos resíduos em um formulário que não reagem nem degradar por períodos prolongados. É teorizado que uma maneira de fazer isso pode ser através da vitrificação. Actualmente, em Sellafield, os resíduos de alto nível (refinado de primeiro ciclo de PUREX) são misturados com açúcar e depois calcinados. A calcinação envolve a passagem dos resíduos através de um tubo aquecido e rotativo., A calcinação destina-se a evaporar a água dos resíduos e a eliminar os nitratos dos produtos de cisão, a fim de contribuir para a estabilidade do vidro produzido.

o “calcino” gerado é alimentado continuamente num forno aquecido de indução com vidro fragmentado. O vidro resultante é uma nova substância na qual os produtos residuais são ligados à matriz de vidro quando solidifica. Como material fundido, este produto é vertido em recipientes cilíndricos de aço inoxidável (“cilindros”) em um processo de lote. Quando arrefecido, o fluido solidifica (“vitrifica”) no vidro., Depois de ser formado, o vidro é altamente resistente à água.após enchimento de uma garrafa, é soldada uma vedação à cabeça da garrafa. O cilindro é então lavado. Depois de ser inspecionado para contaminação externa, o cilindro de aço é armazenado, geralmente em um depósito subterrâneo. Deste modo, espera-se que os resíduos fiquem imobilizados durante milhares de anos.o vidro no interior de um cilindro é normalmente uma substância brilhante preta. Todo este trabalho (no Reino Unido) é feito usando sistemas de células quentes., O açúcar é adicionado para controlar a química do rutênio e parar a formação do RuO4 Volátil contendo isótopos radioativos do rutênio. No oeste, O vidro é normalmente um vidro borossilicato (semelhante ao Pyrex), enquanto na antiga União Soviética é normal usar um vidro fosfato. A quantidade de produtos de fissão no vidro deve ser limitada porque alguns (paládio, outros metais do Grupo Pt, e telúrio) tendem a formar fases metálicas que se separam do vidro. A vitrificação em massa usa eletrodos para derreter o solo e os resíduos, que são então enterrados no subsolo., Na Alemanha, está a ser utilizada uma unidade de vitrificação, que está a tratar os resíduos de uma pequena unidade de reprocessamento de demonstração, que entretanto foi encerrada.

fosfato CeramicsEdit

vitrificação não é a única forma de estabilizar os resíduos numa forma que não irá reagir ou degradar-se por longos períodos. É também utilizada a imobilização por incorporação directa num hospedeiro cerâmico cristalino à base de fosfatos. A química diversificada da cerâmica de fosfatos em várias condições demonstra um material versátil que pode suportar a degradação química, térmica e radioativa ao longo do tempo., As propriedades dos fosfatos, particularmente fosfatos cerâmicos, de estabilidade em uma ampla gama de pH, baixa porosidade e minimização de resíduos secundários introduz possibilidades para novas técnicas de imobilização de resíduos.

permutador de iões

é comum que os resíduos médios activos na indústria nuclear sejam tratados com permuta iónica ou outros meios para concentrar a radioactividade num pequeno volume. O volume muito menos radioactivo (após o tratamento) é frequentemente descarregado. Por exemplo, é possível usar um floc de hidróxido férrico para remover metais radioativos de misturas aquosas., Após a absorção dos radioisótopos pelo hidróxido férrico, as lamas resultantes podem ser colocadas num tambor de metal antes de serem misturadas com cimento para formar uma forma de resíduos sólidos. A fim de obter um melhor desempenho a longo prazo (estabilidade mecânica) de tais formas, eles podem ser feitos a partir de uma mistura de cinzas volantes, ou escória de alto-forno, e cimento Portland, em vez de concreto normal (feito com cimento Portland, cascalho e areia).,

SynrocEdit

O Australiano Synroc sintético (rock) é uma forma mais sofisticada para imobilizar tais resíduos, e este processo pode, eventualmente, vir para uso comercial, civil e resíduos (atualmente está sendo desenvolvido para o exército dos EUA resíduos). O Synroc foi inventado pelo Prof. Ted Ringwood (um geochemista) na Universidade Nacional Australiana. A Synroc contém minerais piroclore e do tipo cryptomelano. A forma original de Synroc (Synroc C) foi projetada para os resíduos líquidos de alto nível (refinado PUREX) a partir de um reator de água leve., Os principais minerais desta Sínroce são a hollandita (BaAl2Ti6O16), a zirconolita (CaZrTi2O7) e a perovskita (CaTiO3). O zirconolite e o perovskite são hospedeiros dos actinídeos. O estrôncio e o bário serão fixados no perovskite. O césio será fixado na hollandita.o prazo em questão para o tratamento dos resíduos radioactivos varia entre 10 000 e 1 000 000 anos, de acordo com estudos baseados no efeito das doses de radiação estimadas. Os investigadores sugerem que as previsões de danos para a saúde para esses períodos devem ser analisadas criticamente., Os estudos práticos só consideram até 100 anos no que diz respeito a um planeamento eficaz e a avaliações de custos. O comportamento a longo prazo dos resíduos radioactivos continua a ser objecto de projectos de investigação em curso no domínio da geoforecasting.o armazenamento de casco seco envolve normalmente a recolha de resíduos de um reservatório de combustível usado e a sua selagem (juntamente com um gás inerte) num cilindro de aço, que é colocado num cilindro de betão que actua como um escudo contra radiações. É um método relativamente barato que pode ser feito em uma instalação central ou adjacente ao reator fonte., Os resíduos podem ser facilmente recuperados para reprocessamento.

Geológica disposalEdit

o processo de selecção de depósitos finais profundos adequados para resíduos de alto nível e combustível irradiado está agora em curso em vários países, prevendo-se que o primeiro seja encomendado algum tempo depois de 2010., O conceito básico é o de localizar um grande, estável formação geológica e o uso da tecnologia de mineração de escavação de um túnel, ou de grande porte (tunnel boring (semelhantes aos utilizados para perfurar o Túnel do Canal da Inglaterra para a França), a broca de um eixo de 500 metros (de 1.600 pés) a 1.000 metros (3.300 pés) abaixo da superfície, onde os quartos ou os cofres podem ser escavado para a eliminação de resíduos altamente radioactivos. O objectivo é isolar permanentemente os resíduos nucleares do ambiente humano., Muitas pessoas permanecem desconfortáveis com a cessação imediata da gestão deste sistema de eliminação, sugerindo que Gestão perpétua e monitoramento seria mais prudente.devido ao facto de algumas espécies radioactivas terem semi-vidas superiores a um milhão de anos, devem ser tidas em conta as fugas em contentores muito baixas e as taxas de migração de radionuclídeos. Além disso, pode exigir mais de meia-vida até que alguns materiais nucleares percam radioactividade suficiente para deixar de ser letal para os seres vivos., Uma revisão de 1983 do programa sueco de eliminação de resíduos radioactivos pela Academia Nacional de Ciências descobriu que a estimativa do País de várias centenas de milhares de anos—talvez até um milhão de anos—sendo necessário para o isolamento de resíduos “plenamente justificado.”

a eliminação de resíduos radioactivos No fundo do Oceano foi sugerida pela constatação de que as águas profundas do Oceano Atlântico Norte não apresentam um intercâmbio com águas pouco profundas durante cerca de 140 anos, com base nos dados relativos ao teor de oxigénio registados durante um período de 25 anos., Eles incluem enterramento sob uma planície abissal estável, enterramento em uma zona de subducção que lentamente carregaria o lixo para baixo para o manto da terra, e sepultamento sob uma remota ilha natural ou humana. Embora todas estas abordagens tenham mérito e facilitem uma solução internacional para o problema da eliminação de resíduos radioactivos, exigiriam uma alteração do direito do mar.artigo 1. o (Definições), 7.,, de 1996, o Protocolo à Convenção sobre Prevenção da Poluição Marinha por Alijamento de Resíduos e Outras matérias, (London Dumping Convention) afirma que:

“”Mar” significa todas as águas marinhas outras de águas interiores dos Estados, bem como os fundos marinhos e o seu subsolo; não inclui sub-leito repositórios acessado somente a partir de terra.”

o método proposto de eliminação de resíduos subductivos em terra dispõe de resíduos nucleares numa zona de subducção Acessível a partir de terra e, por conseguinte, não é proibido por acordo internacional., Este método tem sido descrito como o meio mais viável de eliminação de resíduos radioactivos, e como o estado-da-técnica a partir de 2001 na tecnologia de eliminação de resíduos nucleares.Outra abordagem chamada Remix & Return iria misturar resíduos de alto nível com minas de urânio e revestimentos de moinho até o nível de radioatividade original do minério de urânio, em seguida, substituí-lo em minas de urânio inativas., Esta abordagem tem o mérito de proporcionar empregos aos mineiros que duplicariam como pessoal de eliminação e de facilitar um ciclo do berço à sepultura para os materiais radioactivos, mas seria inadequado para o combustível do reactor irradiado na ausência de reprocessamento, devido à presença de elementos radioactivos altamente tóxicos, como o plutónio, no seu interior.eliminação de furos profundos é o conceito de eliminação de resíduos radioactivos de alto nível de reactores nucleares em furos extremamente profundos. A eliminação de furos profundos destina-se a colocar os resíduos até 5 quilómetros (3).,1 mi) sob a superfície da terra e baseia-se principalmente na imensa barreira geológica natural para confinar os resíduos de forma segura e permanente, de modo que nunca deve representar uma ameaça para o ambiente. A crosta terrestre contém 120 trilhões de toneladas de tório e 40 trilhões de toneladas de urânio (principalmente em concentrações relativamente vestigiais de partes por milhão cada um somando sobre a massa de 3 × 1019 toneladas da crosta), entre outros radioisótopos naturais., Desde que a fração de nuclídeos decadente por unidade de tempo é inversamente proporcional a um dos isótopos de meia-vida, a relativa radioactividade da menor quantidade de humanos produzidos radioisótopos (milhares de toneladas, em vez de trilhões de toneladas) iria diminuir, uma vez que os isótopos com muito menor meia-vida do que a massa de radioisótopos naturais deteriorada.em janeiro de 2013, o conselho do Condado de Cumbria rejeitou as propostas do governo central do Reino Unido para começar a trabalhar em um depósito subterrâneo de resíduos nucleares perto do Parque Nacional de Lake District., “Para qualquer comunidade de acolhimento, haverá uma substancial comunidade pacote de benefícios e valor de centenas de milhões de libras”, disse Ed Davey, Secretário da Energia, mas, mesmo assim, o local eleito corpo votou contra 7-3 investigação contínua, depois de ouvir evidências independentes geólogos que “fraturado estratos do município era impossível confiar com tal material perigoso e um perigo duração de milênios.,”

eposição Horizontal em Poços de perfuração descreve propostas para perfurar mais de um km verticalmente, e dois km horizontalmente na crosta terrestre, com o objetivo de eliminar formas de resíduos de alto nível, como combustível nuclear usado, Césio-137, ou estrôncio-90. Após o emplacement e o período de recuperabilidade, drillhas seriam enchidas e seladas. Uma série de testes da tecnologia foram realizados em novembro de 2018 e, em seguida, novamente publicamente em janeiro de 2019 por uma empresa privada com sede nos EUA., O ensaio demonstrou a colocação de um recipiente de ensaio num drilhole horizontal e a recuperação do mesmo recipiente. Não foram utilizados resíduos de alto nível neste ensaio.

TransmutationEdit

tem havido propostas para reatores que consomem resíduos nucleares e transmutam-no para outros resíduos nucleares, menos nocivos ou de menor duração. Em particular, o reator rápido integral era um reator nuclear proposto com um ciclo de combustível nuclear que não produzia resíduos transurânicos e, de fato, poderia consumir resíduos transurânicos., Ele continuou até testes em larga escala, mas foi então cancelado pelo Governo dos EUA. Outra abordagem, considerada mais segura, mas que requer mais desenvolvimento, é dedicar reatores subcríticos à transmutação dos elementos transuranianos de esquerda.

um isótopo que é encontrado em resíduos nucleares e que representa uma preocupação em termos de proliferação é Pu-239. O grande estoque de plutônio é o resultado de sua produção dentro de reatores alimentados com urânio e do reprocessamento de plutônio para armas durante o programa de armas., Uma opção para se livrar deste plutônio é usá-lo como combustível em um reator de água leve tradicional (LWR). Vários tipos de combustível com diferentes eficiências de destruição de plutônio estão em estudo.a transmutação foi proibida nos Estados Unidos em abril de 1977 pelo presidente Carter devido ao perigo de proliferação de plutônio, mas o Presidente Reagan revogou a proibição em 1981. Devido às perdas e riscos económicos, a construção de instalações de reprocessamento durante este período não foi retomada. Devido à elevada procura de energia, os trabalhos sobre o método prosseguiram na UE., Isto resultou em um reator de pesquisa nuclear prático chamado Myrha, no qual a transmutação é possível. Além disso, um novo programa de investigação chamado ACTINET foi iniciado na UE para tornar possível a transmutação em grande escala industrial. De acordo com a Global Nuclear Energy Partnership (GNEP) do Presidente Bush de 2007, os Estados Unidos estão agora a promover activamente a investigação sobre as tecnologias de transmutação necessárias para reduzir marcadamente o problema do tratamento dos resíduos nucleares.,

Há também estudos teóricos que envolvem o uso de reatores de fusão como os chamados “actinídeos queimadores”, onde um reator de fusão de plasma como em um tokamak, poderia ser “dopado” com uma pequena quantidade de o “menor” transurânicos átomos que poderia ser transmutado (significado fissioned no actinídeos caso) para os elementos mais leves em cima de suas sucessivas bombardeamento por nêutrons de alta energia produzida pela fusão do deutério e do trítio no reator., Um estudo realizado no MIT revelou que apenas 2 ou 3 reactores de fusão com parâmetros semelhantes aos do Reactor termonuclear Experimental Internacional (ITER) poderiam transmutar toda a produção anual de actinídeos menores a partir de todos os reactores de água leve actualmente em funcionamento na frota dos Estados Unidos, gerando simultaneamente cerca de 1 gigawatt de energia a partir de cada reactor.

re-useEdit

outra opção é encontrar aplicações para os isótopos nos resíduos nucleares de modo a reutilizá-los., Já são extraídos césio-137, estrôncio-90 e alguns outros isótopos para determinadas aplicações industriais, como a irradiação de alimentos e geradores termoeléctricos de radioisótopos. Embora a reutilização não elimine a necessidade de gerir os radioisótopos, pode reduzir a quantidade de resíduos produzidos.,

O Nuclear Assistido a Produção de Hidrocarbonetos Método, o Canadense pedido de patente 2,659,302, é um método temporário ou permanente de armazenamento de resíduos nucleares, materiais, incluindo a colocação de materiais de resíduos em um ou mais repositórios de poços construídos em uma petróleo não convencional de formação. O fluxo térmico dos materiais residuais fractura a formação e altera as propriedades químicas e/ou físicas do material hidrocarbonado dentro da formação subterrânea para permitir a remoção do material alterado., É produzida a partir da formação uma mistura de hidrocarbonetos, hidrogénio e/ou outros fluidos de formação. A radioactividade dos resíduos radioactivos de alto nível proporciona resistência à proliferação do plutónio colocado na periferia do depósito ou na parte mais profunda de um furo.os reatores reprodutores podem funcionar com elementos U–238 e transuranianos, que compreendem a maioria da radioactividade do combustível irradiado no intervalo de tempo de 1000 a 100 000 anos.a eliminação espacial é atraente porque remove resíduos nucleares do planeta., Tem desvantagens significativas, como o potencial de falha catastrófica de um veículo de lançamento, que poderia espalhar material radioativo para a atmosfera e ao redor do mundo. Um elevado número de lançamentos seria necessário porque nenhum foguete individual seria capaz de transportar grande parte do material em relação à quantidade total que precisa ser descartada. Isto torna a proposta economicamente impraticável e aumenta o risco de, pelo menos, uma ou mais falhas no lançamento., Para complicar ainda mais as coisas, seria necessário estabelecer acordos internacionais sobre a regulação de tal programa. Custos e confiabilidade inadequada dos modernos sistemas de lançamento de foguetes para a eliminação de espaço tem sido um dos motivos para o interesse em sistemas não-foguete spacelaunch, tais como drivers de massa, elevadores de espaço, e outras propostas.,

Nacional de gerenciamento de plansEdit

a Suécia e a Finlândia são mais distante, ao longo de cometer a uma determinada disposição tecnologia, enquanto muitos outros reprocessamento do combustível irradiado ou contrato com a França ou Grã-Bretanha para fazê-lo, tomando de volta o resultante de plutónio e de alto nível de resíduos. “Um crescente backlog de plutônio do reprocessamento está se desenvolvendo em muitos países…, É duvidoso que o reprocessamento faça sentido económico no actual ambiente de urânio barato.”

em muitos países europeus (por exemplo, Grã-Bretanha, Finlândia, Países Baixos, Suécia e suíça) o risco ou limite de dose para um membro da população exposto a radiações de uma futura instalação de resíduos nucleares de alto nível é consideravelmente mais rigoroso do que o sugerido pela Comissão Internacional de proteção contra radiações ou proposto nos Estados Unidos., Europeia limites são muitas vezes mais rigorosos do que o padrão sugerido, em 1990, pela Comissão Internacional sobre Proteção de Radiação por um fator de 20, e mais rigorosas por um fator de dez do que o padrão proposto pela Agência de Proteção Ambiental americana (EPA) para Yucca Mountain resíduos nucleares repositório para os primeiros 10.000 anos após o encerramento.o padrão proposto pela EPA dos EUA por mais de 10.000 anos é 250 vezes mais permissivo do que o limite Europeu. A EPA dos EUA propôs um limite legal de um máximo de 3.,5 millisieverts (350 millirem) cada ano para os indivíduos locais após 10.000 anos, o que seria até vários por cento da exposição recebida atualmente por algumas populações nas regiões de fundo natural mais altas da Terra, embora o Departamento de energia dos Estados Unidos (DOE) previu que a dose recebida seria muito abaixo desse limite. Ao longo de um período de milhares de anos, depois que os radioisótopos curtos mais ativos decaíram, enterrando os EUA., os resíduos nucleares aumentariam a radioactividade nos mais altos 100 metros de rocha e solo dos Estados Unidos (10 milhões km2) em aproximadamente 1 parte em 10 milhões sobre a quantidade cumulativa de radioisótopos naturais em tal volume, mas a vizinhança do local teria uma concentração muito maior de radioisótopos artificiais subterrâneos do que essa média.,MongoliaEdit MongoliaEdit

Depois de ter surgido uma oposição séria sobre planos e negociações entre a mongólia com o Japão e os Estados Unidos da América para construir instalações de resíduos nucleares na Mongólia, A Mongólia interrompeu todas as negociações em setembro de 2011. Essas negociações tinham começado depois que o Vice-Secretário de Energia DOS EUA Daniel Poneman visitou a Mongólia em setembro de 2010. As conversações ocorreram em Washington, D. C. entre oficiais do Japão, Estados Unidos e mongólia em fevereiro de 2011., Depois disso, os Emirados Árabes Unidos (EAU), que queriam comprar combustível nuclear da Mongólia, se juntaram às negociações. As conversações foram mantidas em segredo e, embora as notícias diárias de Mainichi relatassem sobre elas em Maio, a Mongólia negou oficialmente a existência dessas negociações. No entanto, alarmados com esta notícia, cidadãos Mongóis protestaram contra os planos, e exigiram que o governo retirasse os planos e divulgasse informações., O Presidente mongol Tsakhiagiin Elbegdorj emitiu uma ordem presidencial em 13 de setembro proibindo todas as negociações com governos estrangeiros ou organizações internacionais sobre planos de armazenamento de resíduos nucleares na Mongólia. O governo mongol acusou o jornal de distribuir falsas alegações em todo o mundo. Após a ordem presidencial, o presidente mongol demitiu o indivíduo que supostamente estava envolvido nessas conversas.,artigo principal: deposição ilegal de resíduos tóxicos pelas autoridades italianas estão a investigar um clã mafioso de Ndrangheta acusado de tráfico e descarga ilegal de resíduos nucleares. De acordo com um denunciante, um gerente da Agência Estatal de Pesquisa Energética da Itália, Enea, pagou ao clã para se livrar de 600 barris de resíduos tóxicos e radioativos da Itália, Suíça, França, Alemanha e Estados Unidos, com a Somália como destino, onde os resíduos foram enterrados depois de comprar políticos locais., Ex-funcionários da Enea são suspeitos de pagar os criminosos para levar os resíduos para fora de suas mãos nas décadas de 1980 e 1990. Os embarques para a Somália, que prosseguiu na década de 1990, enquanto a ‘Ndrangheta clã também explodiu carregamentos de resíduos, incluindo os radioativos, resíduos hospitalares, enviando-os para o fundo do mar na costa da Calábria. De acordo com o grupo ambientalista Legambiente, antigos membros da ‘Ndrangheta disseram que foram pagos para afundar navios com material radioativo nos últimos 20 anos.