Lixo nuclear

Lixo nuclear é o rejeito que compreende materiais resultantes de atividades industriais, médicas ou de pesquisa que contêm radioatividade em concentrações superiores aos limites de segurança. Originado predominantemente do processo de fissão em usinas nucleares, esse material é classificado conforme seu tempo de meia-vida e sua atividade radiológica, variando desde itens pouco contaminados até combustíveis exauridos altamente perigosos.

O lixo nuclear exige métodos de descarte específicos para mitigar riscos ambientais, como o armazenamento para decaimento natural e o isolamento em formações geológicas profundas. No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é a responsável pelas normas envolvendo o lixo nuclear. O lixo nuclear pode ser reciclado, mas o alto custo não viabiliza a medida.

Leia também: Afinal, o que é radioatividade?

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre o lixo nuclear
• 2 - O que é o lixo nuclear?
• 3 - Como é gerado o lixo nuclear?
• 4 - Descarte de lixo nuclear
• 5 - Quanto tempo dura o lixo nuclear?
• 6 - O lixo nuclear pode ser reciclado?
• 7 - Exemplos de lixo nuclear
• 8 - Lixo nuclear no Brasil
• 9 - Perigos do lixo nuclear

Resumo sobre o lixo nuclear

• O lixo nuclear é composto por resíduos industriais, médicos ou de pesquisa que possuem radioatividade acima dos limites de segurança.
• Os materiais são divididos pelo seu nível de radiação e pelo seu tempo de decaimento, indo de itens simples a combustíveis de alto risco.
• O descarte do lixo nuclear envolve o isolamento geológico profundo ou o armazenamento controlado para reduzir riscos ambientais.
• No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é o órgão responsável por ditar as normas de transporte, de segurança e de armazenamento desses rejeitos.
• Embora tecnicamente possível, a reciclagem do lixo nuclear é pouco utilizada devido ao seu custo financeiro extremamente elevado.

O que é o lixo nuclear?

O lixo nuclear é o rejeito composto por resíduos industriais, médicos ou de pesquisa que possuem radioatividade acima dos limites de segurança. Segundo a definição da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), lixo nuclear é “qualquer material, resultante de instalações ou atividades, que contenha radionuclídeos em quantidades superiores aos níveis de dispensa estabelecidos pela CNEN e para o qual a reutilização é imprópria ou não prevista”.

O lixo nuclear também pode ser entendido como lixo radioativo. Seus termos técnicos são rejeito radioativo e rejeito nuclear.

Como é gerado o lixo nuclear?

O lixo nuclear é produzido em todas as etapas do ciclo de produção de energia, além de em atividades não industriais, como em laboratórios de pesquisa ou em hospitais.

No caso das usinas nucleares, como a que temos no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro, o lixo nuclear é gerado como consequência dos processos de fissão nuclear, em que os elementos radioativos urânio ou plutônio são empregados como combustível nos reatores. Já nos hospitais e demais indústrias, o material radioativo é diversificado e, a depender do tempo de meia-vida, deve ser estocado.

Vale dizer, entretanto, que o combustível nuclear é energeticamente denso, o que quer dizer que pequenas quantidades são suficientes para produzirem grandes quantidades de energia. Em média, o rejeito de um reator necessário para suprir a demanda energética anual de uma pessoa seria do tamanho de um tijolo. Desse, apenas cerca de 5 gramas teriam um alto nível de radiação.

Descarte de lixo nuclear

Para o devido descarte, é comum a classificação do lixo nuclear em classes. A Agência Internacional de Energia Nuclear (IAEA) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) possuem divisões semelhantes, embora com nomenclaturas distintas. No caso da CNEN, são quatro classes, as quais foram extraídas da norma NN 8.01. É comum a utilização da unidade “Becquerel”, cujo símbolo é “Bq”, pois é a unidade do Sistema Internacional de Unidades (SI) para medir a atividade de um material radioativo, que serve para indicar o número de desintegrações nucleares por segundo. Em outras palavras, tal unidade indica o número de átomos que estão decaindo naquele intervalo de tempo.

• Classe 0: são os rejeitos isentos (RI), os quais apresentam radionuclídeos cuja concentração de atividade radioativa, em massa ou em volume, não supera os níveis de dispensa estabelecidos pelo órgão.

• Classe 1: são os chamados rejeitos de meia-vida muito curta (RVMC), ou seja, lixo nuclear que contenha radionuclídeos cujo tempo de meia-vida seja inferior ou da ordem de 100 dias, com níveis de atividade radioativa acima dos níveis de dispensa estabelecidos pelo órgão.

• Classe 2: são os rejeitos de baixo e médio níveis de radiação (RBMN), ou seja, os com tempo de meia vida superior aos rejeitos da classe 1, com o adendo de possuírem uma potência térmica inferior a 2 kW/m³. Dentro dessa classe, existem três subdivisões:
  • Classe 2.1: meia-vida curta (RBMN-VC), que são rejeitos de baixo e de médio nível de radiação contendo emissores de partículas beta e de radiação gama, com meia-vida inferior ou da ordem de 30 anos e com concentração de radionuclídeos emissores de partícula alfa de meia-vida longa limitada em 3700 kBq/kg em volumes individuais e com um valor médio de 370 kBq/kg para um conjunto de volumes.
  • Classe 2.2: rejeitos contendo radionuclídeos naturais (RBMN-RN), que são rejeitos que possuem radionuclídeos de origem natural das séries de decaimento do urânio e do tório, com concentrações de atividade acima dos níveis de dispensa estabelecidos pelo órgão.
  • Classe 2.4: rejeitos de meia-vida longa (RBMN-VL), que não se enquadram na classe 2.2, com concentrações de radionuclídeos de meia-vida longa que excedem as limitações para classificação como rejeitos de meia-vida curta.

• Classe 3: são os rejeitos de alto nível de radiação (RAN), com potência térmica superior a 2 kW/m³ e com concentrações de radionuclídeos de meia-vida longa que excedem as limitações para classificação como rejeitos de meia-vida curta.

Na sua norma, a CNEN deixa claro que todo lixo nuclear deve ser separado de quaisquer outros materiais. Depois, deixa claro que toda instalação radiativa ou nuclear deve ter um plano de gerência para seus rejeitos. Dessa forma, o descarte deve ser feito de acordo com a classe do lixo nuclear:

Enquanto em decaimento, os rejeitos podem ser armazenados em tambores, com a diferença de que rejeitos de média radioatividade precisam que tais tambores recebam uma blindagem de concreto.

Embora a norma da CNEN não cite a forma de descarte adequada para rejeitos de classe 3, a IAEA recomenda que, nesse caso, uma análise da composição dele deve ser feita para se projetar as instalações de descarte. Mesmo assim, esse descarte deve ocorrer em grande profundidade, em formações geológicas estáveis, com profundidades em relação à superfície de centenas de metros ou mais.

Contudo, não existe ainda, no nosso planeta, um depósito permanente de rejeitos dessa magnitude de radiação, que são os combustíveis nucleares exauridos/queimados. Esse lixo nuclear é, além de altamente radioativo, muito quente e, por isso, é estocado em piscinas com profundidades de 10 a 12 metros. Essas piscinas podem ficar no próprio reator ou nas proximidades. Quando a piscina fica lotada, o rejeito é colocado em cilindros de nome “dry cask”, os quais possuem 150 toneladas de peso, além de 5,2 metros de altura e um diâmetro que varia de 2,5 a 3,5 m.

Os depósitos que recebem descarte de lixo nuclear também são classificados pela CNEN, sendo, no caso, quatro tipos.

• Depósito inicial: é destinado ao armazenamento de lixo nuclear cuja responsabilidade é do titular, ou seja, a empresa responsável legal pela instalação geradora desses rejeitos.

• Depósito intermediário: é destinado a receber e, em alguns casos, a acondicionar lixo nuclear, com o intuito de removê-lo para um depósito final, em consonância com as normas técnicas vigentes para deposição de rejeitos radioativos de baixo e de médio níveis de radiação.

• Depósito final: é destinado para ser o ponto final e definitivo do lixo nuclear.

• Depósito provisório: é destinado a receber rejeitos radioativos provenientes de acidentes nucleares ou radiológicos. As piscinas de armazenamento de combustível utilizado em usinas é um exemplo de depósito provisório.

Quanto tempo dura o lixo nuclear?

O tempo de duração do lixo nuclear irá depender da sua composição. Os rejeitos de baixa atividade, em geral, são maioria, e contêm itens como vidrarias, ferramentas e equipamentos de proteção individual dos profissionais que tiveram um certo contato com a amostra radioativa. Para tais rejeitos, é comum que sejam armazenados em tambores por 50 ou até 300 anos. Os de média atividade também ficam armazenados por 50 a 300 anos.

As piscinas para deposição de combustível exaurido permitem o estoque de lixo nuclear de alta radiação por no mínimo 5 anos e, no máximo, cerca de 40 anos. Estima-se que esse lixo nuclear, de alta atividade, deve ser estocado por um tempo que varia de 10 mil a 100 mil anos.

O lixo nuclear pode ser reciclado?

Sim, o lixo nuclear pode ser reciclado. O combustível nuclear usado é rico em urânio (0,7% a 0,8%) e em plutônio (0,6% a 0,7%) e, por conta disso, técnicas de reciclagem já vêm sendo empregadas com foco na separação desses elementos. Estima-se que 97% do material pode ser reaproveitado como novo combustível em reatores convencionais, o que diminui drasticamente o nível de lixo nuclear que deve seguir para descarte.

Contudo, a reciclagem ainda é considerada custosa, e, por conta disso, tal prática acaba não sendo ainda tão disseminada. Um dos principais motivos é o fato de que a reciclagem acaba sendo mais cara do que comprar um combustível novo.

Exemplos de lixo nuclear

Em geral, o lixo nuclear de menor nível de radiação é maioria, sendo composto por instrumentos levemente contaminados. São exemplos disso os equipamentos de proteção individual, como luvas, botas, aventais, óculos e máscaras dos trabalhadores, além de equipamentos de laboratório, como vidrarias.

Já os rejeitos com nível um pouco maior, considerados intermediários, têm como exemplo os filtros de ar e de purificação, partes de equipamentos do reator e rejeitos químicos dos processos de mineração e de enriquecimento de urânio.

Por fim, os combustíveis nucleares já utilizados nas usinas nucleares, acabam sendo o maior exemplo de lixo nuclear de alto índice de radiação. Também é possível citar os rejeitos líquidos oriundos da extração de plutônio para produção de bombas nucleares.

Lixo nuclear no Brasil

No Brasil, o lixo nuclear possui legislação e normas para seu transporte, para seu armazenamento e para seu descarte. O ponto de partida é a Lei Nº 10308, de 20 de novembro de 2001, que “dispõe sobre a seleção de locais, a construção, o licenciamento, a operação, a fiscalização, os custos, a indenização, a responsabilidade civil e as garantias referentes aos depósitos de rejeitos radioativos, e dá outras providências.”

Basicamente, a lei estabelece normas para o rejeito radioativo produzido em território nacional, dando responsabilidade à União para a deposição final deles. A lei também regula os papéis da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e da Autoridade Nacional de Segurança Nuclear (ANSN) no tratamento do lixo nuclear, assim como no licenciamento, na fiscalização, na administração e na operação de depósitos, assim como estabelece critérios para remoção e para transporte dos rejeitos radioativos.

Das normas criadas pela ANSN e pela CNEN, destacam-se a norma CNEN NN 8.01, que versa sobre a gerência de rejeitos radioativos de baixo e médio níveis de radiação, e a norma ANSN 8.02, que versa sobre o licenciamento de depósitos de rejeitos radioativos de baixo e médio níveis de radiação.

É importante dizer que, no Brasil, existem quatro tipos de depósitos para lixo nuclear. Desses, o depósito inicial é o único onde a responsabilidade civil por danos radiológicos causados pelo lixo nuclear, podendo eles serem pessoais, patrimoniais e ambientais, é da empresa responsável pelo local. Essa responsabilidade também se estende ao transporte do lixo nuclear do depósito inicial até outro depósito.

Os demais depósitos, entretanto, são de responsabilidade da CNEN.

Falando especificamente das instalações nucleares brasileiras em atividade, Angra I e Angra II, estima-se que a geração anual média de rejeitos de atividade baixa e média é de cerca de 390 tambores de 200 litros para o reator de Angra I e de 1000 tambores de 200 litros para o reator de Angra II.

Já as piscinas para combustível usado das usinas Angra I e Angra II possuíam plena capacidade de armazenamento até 2021. Alegando dificuldades financeiras, a Eletronuclear (responsável pelas usinas) optou por uma solução inicial para tais rejeitos, alocando-os em Unidades de Armazenamento Complementar a Seco (UAS) para combustíveis irradiados (usados). A UAS possui uma capacidade para abrigar mais de 480 combustíveis irradiados, podendo até mesmo ser expandido. Tal alternativa vem sendo utilizada em outros países também e, até o momento, não foram registrados vazamentos.

Confira também: Como funciona uma usina nuclear?

Perigos do lixo nuclear

Ao serem colocados em contêineres especiais, os rejeitos radioativos mantêm-se com alta atividade por milhares ou por centenas de milhares de anos. Contudo, nesse intervalo de tempo, é inegável que o recipiente pode sofrer com corrosão parcial ou total, a depender do ambiente geológico que estão inseridos. Assim sendo, é improvável que não haja qualquer vazamento para a biosfera, contaminando fontes de água subterrâneas. A esperança é de que isso só aconteça após o material radioativo decair até substâncias estáveis e não perigosas.

Além disso, há sempre os riscos de acidentes, como é o caso da Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) nos EUA, que, por muito tempo, foi considerada como um modelo para a deposição de lixo nuclear. Porém, em 2014, um tambor com lixo transurânico explodiu, liberando pequenas quantidades de plutônio e amerício para o solo.

→ Há solução para os perigos do lixo nuclear?

Especificamente falando do lixo nuclear com altos níveis de radiação, o mundo inteiro ainda parece ter dificuldade em obter uma solução definitiva para lidar com esse tipo de rejeito, embora hoje se comente sobre a ideia de alocá-los em depósitos de grande profundidade. Países já chegaram a jogar tais rejeitos no mar, em minas de sal abandonadas, até chegaram a cogitar enviá-los para o espaço ou depositar em países subdesenvolvidos, mediante pagamento por locação do espaço. Obviamente que as questões ambientais atuais impedem tais alternativas e, até então, não se pode garantir, com 100%, a segurança para esses materiais.

Atualmente, alguns países pareceram sair na frente, como é o caso da Finlândia, que, com o projeto Onkalo, que constrói um depósito para lixos nucleares de alto índice de radiação, o qual fica a 500 metros de profundidade, com descida em espiral de cerca de 5 quilômetros em uma rocha granítica. Segundo especialistas, o seu preenchimento completo ocorreria no ano de 2120.

Mesmo assim, não há como ter certeza de que tais depósitos estarão isentos de falha e, ademais, nem todos os países possuem a capacidade de reproduzir depósitos com essa magnitude e essas especificações.

Alguns especialistas apontam, portanto, que a solução mais eficaz é bem simples: deve-se parar de produzir lixo nuclear.

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Fontes

BARIFOUSE, Rafael. Césio-137: o que aconteceu com o lixo radioativo do maior acidente nuclear do Brasil?. BBC News Brasil, São Paulo, 18 jun. 2019. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/brasil-48683942.

BRASIL. Lei nº 10.308, de 20 de novembro de 2001. Dispõe sobre a seleção de locais, a construção, o licenciamento, a operação, a fiscalização, os custos, a indenização, a responsabilidade civil e as garantias referentes aos depósitos de rejeitos radioativos. Brasília, DF: Presidência da República, . Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/leis_2001/l10308.htm.

COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Norma CNEN NN 8.01: Gerência de rejeitos radioativos de baixo e médio níveis de radiação. Rio de Janeiro: CNEN, 2014. Disponível em: https://www.gov.br/cnen/pt-br/acesso-rapido/normas/grupo-8/NormaCNENNN8.01.pdf.

COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Norma CNEN NN 8.02: Licenciamento de depósitos de rejeitos radioativos de baixo e médio níveis de radiação. Rio de Janeiro: CNEN, 2014. Disponível em: https://www.gov.br/cnen/pt-br/acesso-rapido/normas/grupo-8/ANSN8.02LICENCIAMENTODEDEPSITOSDEREJEITOSRADIOATIVOSDEBAIXOEMDIONVEISDERADIAO.pdf.

COSTA, G. S. et al. Environmental Impact of Nuclear Power Plants. Energies, Basel, v. 15, n. 20, 7804, p. 1-18, 2022. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/15/20/7804.

ELETRONUCLEAR. Gerenciamento de resíduos. Rio de Janeiro: Eletronuclear, . Disponível em: https://www.eletronuclear.gov.br/Sociedade-e-Meio-Ambiente/Paginas/Gerenciamento-de-residuos.aspx.

GOLDEMBERG, José. Rejeitos radioativos. Jornal da USP, São Paulo, 21 set. 2017. Artigos. Disponível em: https://jornal.usp.br/artigos/rejeitos-radioativos/.

PORDOMINGO, A. J. Nuclear energy and the transition to a low-carbon economy. WIREs Energy and Environment, [S. l.], v. 7, n. 4, e289, p. 1-15, 2018. Disponível em: https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/wene.289.

REIS, M. Química: ensino médio. 2ª ed. vol. 2. São Paulo: Ática, 2016.

VENTUROLE, G. Qual é o destino do lixo nuclear produzido no mundo?. Superinteressante, São Paulo, 4 jul. 2018. Mundo Estranho. Disponível em: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/qual-e-o-destino-do-lixo-nuclear-produzido-no-mundo/.

WORLD NUCLEAR ASSOCIATION. What is nuclear waste and what do we do with it?. London: WNA, 2024. Disponível em: https://world-nuclear.org/nuclear-essentials/what-is-nuclear-waste-and-what-do-we-do-with-it.