Pequenos reatores modulares não serão mais sujos do que usinas nucleares convencionais, descobriram cientistas

Pequenos reatores modulares prometem ser um verdadeiro benefício para a indústria e para a economia como um todo. Considera-se que sua principal vantagem são os custos relativamente baixos na fase inicial de lançamento. Elas são construídas mais rapidamente e mais cedo começam a produzir eletricidade e calor, embora sua capacidade seja de apenas 10 a 30% das capacidades das usinas nucleares convencionais. Ainda não está claro se eles acabarão sendo mais sujos do que as usinas nucleares convencionais. Os cientistas acreditam que, se sim, não muito.

Fonte da imagem: Agência Internacional de Energia Atômica

Não há pequenos reatores modulares funcionando no mundo hoje. A quantidade de lixo nuclear que eles criam só pode ser estimada teoricamente. Um dos primeiros estudos sobre o assunto diz que os SMRs vão gerar, em média, até 35 vezes mais lixo nuclear do que os reatores convencionais de água pressurizada. Um novo estudo realizado por cientistas dos Laboratórios Nacionais de Argonne e Idaho do Departamento de Energia dos EUA (DOE) mostra que pequenos reatores modulares criarão volumes de lixo nuclear comparáveis ​​aos reatores convencionais.

Para avaliar o SMR gerado de resíduos nucleares, foi utilizada uma métrica universal, adotada em 2014. Os cientistas avaliaram três pequenos reatores modulares promissores: o reator de água leve VOYGR da NuScale Power, o reator de sal fundido Natrium da TerraPower e o reator Xe-100 da X-energy, que é resfriado com gás hélio. Todos esses reatores estão planejados para serem comissionados até o final desta década. Eles são total ou parcialmente certificados pelo regulador nos EUA e estão caminhando lentamente para a implementação.

Do ponto de vista da geração de rejeitos nucleares, cada um dos reatores analisados ​​apresenta vantagens e desvantagens.

«É incorreto dizer que, como esses reatores são menores, terão proporcionalmente mais problemas com lixo nuclear, simplesmente porque têm mais área de superfície em relação ao volume do núcleo, disse um dos autores do trabalho (condicionalmente, há mais ferro para eliminação e menos exaustão). “Cada reator tem prós e contras, que dependem do grau de queima de combustível, enriquecimento de urânio, eficiência térmica e outras características de projeto do reator.”

O fator mais notável do qual depende o volume de resíduos nucleares é o grau de queima de combustível. Os reatores Natrium e Xe-100 têm uma queima significativamente maior do que os grandes reatores de água leve tradicionais. Eles utilizam o combustível de forma mais eficiente, convertendo-o em uma quantidade maior de energia gerada. Além disso, ambos os tipos de SMRs podem apresentar uma eficiência maior do que os grandes reatores clássicos.

No entanto, as características do combustível irradiado diferem um pouco entre os projetos: neste VOYGR é semelhante aos reatores clássicos, o Natrium produz resíduos mais concentrados com vários isótopos de vida longa e o Xe-100 produz combustível irradiado de menor densidade, mas maior volume.

«Em geral, quando se trata de resíduos nucleares, os SMRs são aproximadamente comparáveis ​​aos reatores convencionais de água pressurizada (LWRs), com potenciais vantagens e desvantagens, dependendo de quais aspectos você está tentando desenvolver um projeto, disse o estudo. “No geral, parece não haver problemas adicionais importantes na gestão de resíduos nucleares de SMRs em comparação com resíduos comerciais de grandes LWRs.”

Ao mesmo tempo, o reator VOYGR da NuScale Power, embora seja o mais avançado para implementação prática atualmente, gera o maior número de resíduos nucleares, mesmo em comparação com os reatores clássicos. O reator VOYGR é uma cópia menor dos clássicos reatores de água leve, e a lei “mais ferro e menos área de trabalho significa mais desperdício” é completamente verdadeira para ele. Mas os pesquisadores não veem isso como um problema.