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Cério e radioatividade após um colapso nuclear

Cério e radioatividade após um colapso nuclear


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O lixo radioativo mais perigoso do mundo é provavelmente o "Pé de Elefante", o nome dado ao fluxo sólido do colapso nuclear na usina nuclear de Chernobyl em 26 de abril de 1986. O acidente ocorreu durante um teste de rotina quando uma oscilação de energia desencadeou um desligamento de emergência que não correu como planejado.

Chernobyl

A temperatura central do reator aumentou, causando um aumento de energia ainda maior, e as hastes de controle que poderiam ter gerenciado a reação foram inseridas tarde demais para ajudar. O calor e a energia subiram ao ponto em que a água usada para resfriar o reator vaporizou, gerando pressão que separou o conjunto do reator em uma poderosa explosão.

Sem meios para esfriar a reação, a temperatura ficou fora de controle. Uma segunda explosão jogou parte do núcleo radioativo no ar, cobrindo a área com radiação e iniciando incêndios. O núcleo começou a derreter, produzindo um material parecido com lava quente - exceto que também era extremamente radioativo. À medida que o lodo derretido escorria pelos canos remanescentes e derreteu o concreto, ele finalmente endureceu, formando uma massa semelhante ao pé de um elefante ou, para alguns espectadores, Medusa, o monstruoso Gorgon da mitologia grega.

Pé de elefante

O pé do elefante foi descoberto pelos trabalhadores em dezembro de 1986. Era tanto fisicamente quente quanto nuclear-quente, radioativo a tal ponto que se aproximar dele por mais de alguns segundos constituía uma sentença de morte. Os cientistas colocaram uma câmera em uma roda e a empurraram para fotografar e estudar a massa. Algumas almas corajosas foram à massa para colher amostras para análise.

Corium

O que os pesquisadores descobriram foi que o Pé de Elefante não era, como alguns esperavam, os restos do combustível nuclear. Em vez disso, era uma massa de concreto derretido, blindagem de núcleo e areia, todos misturados. O material foi nomeado corium após a parte do reator que o produziu.

O Pé de Elefante mudou com o tempo, expelindo poeira, rachando e se decompondo, mas, mesmo assim, permaneceu quente demais para os humanos se aproximarem.

Composição química

Os cientistas analisaram a composição do cério para determinar como ele se formou e o verdadeiro perigo que ele representa. Eles aprenderam que o material era formado a partir de uma série de processos, desde a fusão inicial do núcleo nuclear no Zircaloy (uma liga de zircônio com marca registrada)) revestimento da mistura com areia e silicatos de concreto até uma laminação final à medida que a lava derreteu no chão, solidificando. Corium é essencialmente um vidro de silicato heterogêneo contendo inclusões:

  • óxidos de urânio (das pelotas de combustível)
  • óxidos de urânio com zircônio (da fusão do núcleo ao revestimento)
  • óxidos de zircônio com urânio
  • óxido de zircônio-urânio (Zr-U-O)
  • silicato de zircônio com até 10% de urânio (Zr, U) SiO4, chamado chernobylite
  • aluminossilicatos de cálcio
  • metal
  • quantidades menores de óxido de sódio e óxido de magnésio

Se você olhasse para o corium, veria cerâmica preta e marrom, escória, pedra-pomes e metal.

Ainda está quente?

A natureza dos radioisótopos é que eles se decompõem em isótopos mais estáveis ​​ao longo do tempo. No entanto, o esquema de decaimento para alguns elementos pode ser lento, mais a "filha" ou produto da decadência também pode ser radioativo.

O corium do pé de elefante era consideravelmente mais baixo 10 anos após o acidente, mas ainda insanamente perigoso. No período de 10 anos, a radiação do corium caiu para 1/10 do seu valor inicial, mas a massa permaneceu fisicamente quente o suficiente e emitiu radiação suficiente que 500 segundos de exposição produziriam doença de radiação e cerca de uma hora era letal.

A intenção era conter o pé de elefante até 2015, em um esforço para diminuir seu nível de ameaça ambiental.

No entanto, essa contenção não a torna segura. O corium do Pé de Elefante pode não ser tão ativo quanto era, mas ainda está gerando calor e ainda derretendo na base de Chernobyl. Caso consiga encontrar água, poderá ocorrer outra explosão. Mesmo que nenhuma explosão ocorresse, a reação contaminaria a água. O Pé de Elefante esfriará com o tempo, mas permanecerá radioativo e (se você pudesse tocá-lo) quente por séculos.

Outras fontes de Corium

Chernobyl não é o único acidente nuclear a produzir corium. O cério cinza com manchas amarelas também se formou em colapsos parciais na usina nuclear de Three Mile Island nos EUA em março de 1979 e na usina nuclear de Fukushima Daiichi no Japão em março de 2011. O vidro produzido a partir de testes atômicos, como o trinitito, é semelhante.


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