Novo modelo de reator nuclear é movido a "lixo" atômico

Fonte: The Register

Um novo modelo de reator nuclear desenvolvido por ex-membros do Massachusetts Institute of Technology (MIT) utiliza como combustível material descartado por reatores de água leve (Light Water Reactor ou LWR), atualmente o modelo dominante de reator nuclear.

O problema do "lixo" atômico é mais econômico do que técnico. O combustível de um reator LWR são bastões de óxido de urânio. Através do processo de fissão nuclear, o urânio libera calor – que é aproveitado pelo reator para gerar eletricidade – e radiação, transformando-se em elementos menos energéticos. Naturalmente, à medida em que o urânio vai se "consumindo", os bastões começam a liberar menos calor; basta que apenas 5% do urânio tenha sido "gasto" para que a taxa de liberação de calor caia abaixo de um nível crítico de eficiência, e os bastões precisem ser substituídos.

E os outros 95% de urânio, não poderiam ser reaproveitados? Com toda certeza, mas aí entra a questão econômica: a demanda mundial de urânio é muito inferior às reservas disponíveis, por isso sai mais barato comprar combustível "novo" do que reciclar o material desgastado. Armazenar esse material de forma segura gera um custo, que seria menor se o combustível pudesse ser "gasto" mais completamente antes de ser descartado; mas o volume de "lixo" produzido por uma usina nuclear é pequeno o bastante para que o descarte ainda seja a solução mais econômica. A usina de Angra 2, por exemplo, produz por ano 50m³ de dejetos, cerca de 550 toneladas; para efeito de comparação, a usina termoelétrica Suape III libera 24.000 toneladas de CO₂ por dia.

A vantagem do novo design de Reator de Sal Derretido Eliminador de Resíduos (Waste Annihilating Molten Salt Reactor ou WAMSR) proposto pela Transatomic Power, empresa criada para comercializar a tecnologia, é justamente a capacidade de transformar esse "lixo" em energia a custos competitivos com os reatores LWR rodando a combustível "novo". Em um reator WAMSR, pastilhas de resíduos nucleares são dissolvidas, em uma solução de sal de fluorido, e o composto resultante é bombeado para dentro de um núcleo de grafite, ocasionando um processo controlado de fissão. O calor liberado pela fissão é usado para mover uma turbina elétrica.

Diagrama esquemático de um reator WAMSR.

O processo é muito mais eficiente do que o usado em um reator LWR – consumindo até 98% da energia potencial contida no combustível nuclear – e muito mais conveniente em caso de problemas. Como o combustível é líquido (diferente do caso do reator LWR que usa combustível sólido), ele pode ser facilmente drenado para um recipiente de resfriamento quando for preciso desligar o reator rapidamente. No modelo WAMSR isso é implementado na forma de um plugue no fundo do tanque de combustível, que precisa ser ativamente resfriado para permanecer no lugar: se o resfriamento for interrompido (por exemplo no caso de uma falha elétrica), o plugue derrete e o combustível flui para dentro de um compartimento contendo sal em estado sólido, que resfria o combustível e "mata" a reação de fissão. O processo não requer qualquer tipo de intervenção (fosse ela humana ou de algum equipamento) para ser iniciado, fora a interrupção do resfriamento do plugue.

Atualmente 270.000 toneladas de "lixo" atômico permanecem armazenadas em depósitos pelo mundo. Se todo esse material fosse aproveitado em usinas WAMSR, a energia resultante poderia atender todas as nossas necessidades energéticas pelos próximos 70 anos; após esse período, as usinas poderiam ser convertidas para consumir combustível "normal" diretamente.