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O produto secreto do desastre nuclear: o que exatamente é o combustível nuclear derretido?
A geração de energia nuclear tem recebido ampla atenção em todo o mundo. Embora forneça uma contribuição importante para o fornecimento de energia, também apresenta riscos potenciais. Quando ocorre o colapso de um reator nuclear, o combustível nuclear derretido, muitas vezes chamado de "Cambriano", torna-se um produto secreto chave. Assim que ocorrer um evento de fusão, o combustível nuclear derretido se formará e representará uma ameaça potencialmente enorme.
Combustível nuclear fundido é o material produzido durante o derretimento de um reator nuclear. É semelhante ao magma fundido e inclui combustível nuclear, produtos de fissão, barras de controle e materiais estruturais.
A composição e formação do combustível nuclear fundido
A composição do combustível nuclear fundido depende do tipo de projeto do reator e dos materiais utilizados. Os componentes mais comuns incluem óxidos de combustível nuclear, ligas de zircônio causadas por aquecimento, produtos de reações químicas de dióxido de carbono e água.
Durante um colapso, as temperaturas extremamente altas dentro de um reator nuclear fazem com que o metal, o oxigênio e a água sofram uma série de reações químicas para produzir substâncias voláteis. Estas substâncias podem ser gases, como iodo ou gases nobres, ou partículas de gel que sobraram da zona de reação de alta temperatura.
Comportamento do combustível nuclear fundido sob diferentes reatores
O comportamento do combustível nuclear fundido difere em reatores de água pressurizada (PWR) e reatores de água fervente (BWR). Em um BWR, os carbonetos de boro quentes formarão ácido bórico e metano se entrarem em contato com a água e podem afetar a estabilidade do reator.
Por um lado, as ligas de zircônio e outros metais produzem gás hidrogênio ao reagir com a água, que é um dos perigos mais ameaçadores em muitos acidentes nucleares; por outro lado, a volatilidade das matérias-primas afeta os elementos liberados e não liberados; elementos A proporção de elementos, que é extremamente crítica na gestão pós-colapso.
Interação entre combustível nuclear fundido e concreto
Outra questão de preocupação urgente é o efeito do combustível nuclear fundido no concreto. Num evento de fusão, a decomposição térmica do concreto libera vapor de água e dióxido de carbono, que pode reagir ainda mais com o metal fundido, oxidando o metal e produzindo hidrogênio e monóxido de carbono.
A interação do combustível nuclear fundido com o concreto continuará a consumir grandes quantidades de calor, gerando e liberando terríveis riscos de radiação, causando danos ao meio ambiente e à saúde humana.
O impacto de acidentes específicos no combustível nuclear fundido
Historicamente, numerosos acidentes nucleares forneceram evidências da geração e do comportamento do combustível nuclear fundido. No incidente de Three Mile Island, por exemplo, um lento derretimento parcial do núcleo do reactor criou uma reserva de combustível nuclear, mas o reactor em si não se rompeu. Em contraste, o acidente de Chernobyl resultou na criação de uma enorme quantidade de combustível nuclear fundido, formando a conhecida estrutura de “pé de elefante”. Devido à alta temperatura e pressão dos depósitos fundidos, causou danos imensuráveis ao ambiente circundante. .
Estes acontecimentos não só mudaram a opinião pública sobre a energia nuclear, mas também levaram o mundo a prestar mais atenção à segurança nuclear e à gestão de emergências.
Conclusão
A presença e o comportamento do combustível nuclear fundido é uma das questões mais desafiadoras na geração de energia nuclear. Além de necessitarmos de uma compreensão profunda do seu processo de geração, deveríamos também utilizar a experiência de casos para reforçar os mecanismos de prevenção e resposta para garantir a segurança da energia nuclear. À medida que o mundo procura energias renováveis, poderá ainda aceitar os riscos ocultos da energia nuclear?
