Reatores nucleares de próxima geração produzirão ainda mais lixo nuclear

Com informações da New Scientist - 01/06/2022

O fluxo de nêutrons térmicos em um PRM (B) é 4,5 vezes maior do que em um reator maior (A). Os componentes do reator são mostrados com seus diâmetros interno e externo (em cm) e coloridos de acordo com seu status de resíduo projetado, marrom indicando resíduos radioativos de vida longa.
[Imagem: Krall, L. M. et al, PNAS (2002)]

Pequenos Reatores Modulares

Uma muito divulgada tecnologia de mini usinas nucleares pode produzir resíduos radioativos em quantidades drasticamente maiores do que as tradicionais usinas nucleares de grande porte existentes hoje ao gerar a mesma quantidade de energia.

Os chamados "Pequenos Reatores Modulares" (PRMs) têm sido anunciados por seus desenvolvedores e proponentes como uma maneira mais barata e rápida de aumentar a capacidade de energia nuclear.

Também conhecidos como "reatores nucleares avançados", eles têm sido fortemente promovidos nos últimos anos, inclusive nos países em desenvolvimento. Seu tamanho menor significa que esses PRMs (Pequenos Reatores Modulares) podem ser totalmente feitos em fábricas e depois enviados para o local de instalação, o que tem potencial para reduzir os custos.

O primeiro-ministro do Reino Unido, Boris Johnson, defendeu recentemente que a tecnologia poderia gerar eletricidade até 2030 e liberou financiamento para a Rolls-Royce desenvolver sua própria versão desses reatores, enquanto o governo dos EUA forneceu apoio financeiro à empresa NuScale Power para desenvolver sua versão.

Avaliação independente

A professora Lindsay Krall e seus colegas da Universidade de Stanford, nos EUA, fizeram agora uma avaliação independente de como os resíduos radioativos produzidos por PRMs se comparariam com o lixo nuclear de seus equivalentes maiores, que vários países, como Alemanha e Japão, estão tentando desativar.

Usando dados que a empresa NuScale Power compartilhou publicamente com as autoridades dos EUA, a equipe avaliou a tecnologia e modelou os resíduos de três tecnologias PRM diferentes - eles compararam a tecnologia PRM com um reator nuclear convencional de 1,1 gigawatt.

Os dados mostraram que, considerando o lixo nuclear produzido por unidade de eletricidade gerada, os PRMs podem aumentar o volume de resíduos de nível baixo e intermediário de curta duração - os dois mais baixos de três categorias - em até 35 vezes em comparação com um grande reator convencional.

Para os resíduos equivalentes de longa duração, os PRMs produziriam até 30 vezes mais; e, para o combustível nuclear usado, até 5 vezes mais. A variação nesses números reflete a variação esperada nos projetos que estão sendo desenvolvidos.

"[A tecnologia] PRM teve um desempenho pior em quase todas as nossas métricas em comparação com reatores comerciais padrão," disse Krall. Essas métricas incluíram o calor do decaimento radioativo e a radioquímica do combustível irradiado.

A expectativa é que a fusão nuclear torne-se realidade antes que reatores de fissão nuclear mais sujos sejam instalados de fato.
[Imagem: Helion Energy]

Ineficiência dos pequenos reatores

O estudo sugere que os PRMs produzem maiores volumes e maior complexidade de resíduos por serem naturalmente menos eficientes.

A geração de energia nuclear envolve uma reação nuclear em cadeia, na qual uma única reação nuclear no núcleo do reator cria nêutrons que então causam uma média de uma ou mais reações nucleares subsequentes.

No entanto, de acordo com a equipe de Krall, os PRMs vazam mais nêutrons de seu núcleo do que um reator maior, o que significa que eles não podem manter a reação autossustentável por tanto tempo. Mesmo uma pequena diferença no vazamento de nêutrons resulta em um impacto substancial na composição dos resíduos.

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