Como reduzir o lixo nuclear

16 de junho de 2020
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As rajadas de lasers podem reduzir a vida útil do lixo nuclear de “um milhão de anos para 30 minutos”, diz o Prêmio Nobel

O físico planeja cortá-los com rajadas de luz super-rápidas.

Quando se pensa em energia nuclear, vem à mente o processo que resulta em toneladas de resíduos tóxicos radioativos que ninguém sabe ao certo o que fazer. Hoje estamos escondendo este resíduo o mais seguro possível em áreas de armazenamento subterrâneo, onde deve permanecer por muito e muito tempo. Para se ter uma ideia o urânio 235 e plutônio 239 tem vida de 24.000 anos. Essa é a razão pela qual a preocupação com este tipo de energia tem aumentado pela Europa, onde a dependência deste tipo de energia é um dos mais elevados do planeta. Quando o físico Gérard Mourou mencionou em seu discurso de aceitação do prêmio Nobel que os lasers poderiam reduzir a vida útil dos resíduos nucleares de “um milhão de anos para 30 minutos , “como explicou em uma entrevista de acompanhamento com a The Conversation.

Quem é Gérard Mourou?

O físico foi um dos ganhadores do premio Nobel juntamente com Donna Strickland pelo desenvolvimento da amplificação de pulsos quirais (CPA) na Universidade de Rochester. Em seu discurso, ele se referiu à sua “paixão pela luz extrema”.

O CPA produz pulsos ópticos super curtos de alta intensidade que consomem uma quantidade enorme de energia. O objetivo de Mourou e Strickland era desenvolver um meio de fazer cortes altamente precisos úteis em ambientes médicos e industriais.

Acontece que o CPA também tem outro benefício, que é igualmente importante. Seus pulsos de um segundo são tão rápidos que refletem em eventos ultra-rápidos que não seriam observáveis, como aqueles dentro de átomos individuais e em reações químicas. Essa capacidade é o que Mourou espera dar à CPA a chance de neutralizar o lixo nuclear, e está trabalhando ativamente em uma maneira de fazer isso acontecer em conjunto com o Dr. Toshiki Tajima, da UC Irvine. Como Mourou explica:

“Pegue o núcleo de um átomo. É composto de prótons e nêutrons. Se adicionarmos ou retirarmos um nêutron, ele muda absolutamente tudo. Não é mais o mesmo átomo, e suas propriedades mudarão completamente. A vida útil do resíduo nuclear é alterada e podemos reduzir o tempo desta poluição de um milhão de anos para 30 minutos!

Já somos capazes de irradiar grandes quantidades de material de uma só vez com um laser de alta potência, portanto a técnica é perfeitamente aplicável e, em teoria, nada nos impede de transformar em um nível industrial. Este é o projeto que estou lançando em parceria com a Comissão de Energias Alternativas e Energia Atômica, ou CEA, da França. Pensamos que daqui a 10 ou 15 anos teremos algo que prático que podemos demonstrar. É isso que me permite sonhar, pensando em todas as aplicações futuras de nossa invenção”.

Embora 15 anos pareçam muito tempo, quando você lida com a meia-vida do lixo nuclear, é um piscar de olhos.

Resíduos nucleares na Europa

Embora a energia nuclear lute pela aceitação como fonte de energia nos EUA, principalmente após uma série de incidentes perturbadores e principalmente com o surgimento de fontes alternativas, como a energia solar e eólica, muitos países europeus a adotaram. A França é a principal entre eles, contando com energia nuclear que é responsável por 71% de suas necessidades energéticas. A Ucrânia é a segunda mais dependente, com 56%, seguida de perto pela Eslováquia, Bélgica, Hungria, Suécia, Eslovênia e República Tcheca, segundo a Bloomberg . Nenhum deles tem um bom plano para resolver o que fazer com o lixo nuclear, além de armazená-lo em algum lugar na esperança de uma solução eventual ou deixa-los por milhares de anos como um problema.

E há muitas dessas coisas. A ONG Greenpeace estima que existam aproximadamente 250.000 toneladas de lixo nuclear em 14 países pelo mundo. Desse modo, cerca de 22.000 metros cúbicos são perigosos. O custo de armazenar tudo, de acordo com a GE-Hitachi, é superior a US $ 100 bilhões (descontando a China, a Rússia e a Índia).

Transmutando a matéria dos resíduos nucleares

O processo que Mourou está investigando é chamado de “transmutação”. “A energia nuclear é talvez o melhor candidato para o futuro”, disse ele à platéia do Nobel,” mas ainda temos um monte de lixo perigoso. A ideia é transformar esse lixo nuclear em novas formas de átomos que não têm o problema da radioatividade. O que você precisa fazer é mudar a composição do núcleo atômico”. Depois de seu discurso, ele formulou seus planos para os lasers e falou com mais clareza: “É como o karatê – você entrega uma força muito forte em um momento muito, muito leve em outros”.

A ideia da transmutação da matéria não é nova. Está sendo estudada a mais de 30 anos no Reino Unido, Bélgica, Alemanha, Japão e EUA. Alguns desses esforços estão em andamento. Outros foram abandonados. Rodney C. Ewing, de Stanford, disse à Bloomberg: “Posso imaginar que a física funcione, mas a transmutação de resíduos nucleares de alto nível requer uma série de etapas desafiadoras, como a separação de radionuclídeos individuais, a fabricação de alvos em grande escala e, finalmente, sua irradiação e o descarte final”.

Mourou e Tajima esperam poder diminuir a distância que um feixe de luz precisa percorrer para transmutar átomos mais de 10.000 vezes. “Imagino o que isso poderia significar para a humanidade o tempo todo”, diz Mourou na Ecole Polytechnique, onde é professor. “Não negligencio as dificuldades que temos pela frente. Sonho com a ideia, mas teremos que esperar e ver o que acontecerá nos próximos anos”.