Os materiais que os Estados Unidos e outros países planejam usar para armazenar lixo nuclear de alto nível provavelmente se degradarão mais rápido do que qualquer um sabia, devido à forma como esses materiais interagem, nova pesquisa mostra.

As evidências, publicado hoje no jornal Materiais da Natureza , mostram que a corrosão dos materiais de armazenamento de resíduos nucleares acelera devido às mudanças na química da solução de resíduos nucleares, e pela forma como os materiais interagem uns com os outros.

"Isso indica que os modelos atuais podem não ser suficientes para manter esses resíduos armazenados com segurança, "disse Xiaolei Guo, autor principal do estudo e vice-diretor do Centro de Desempenho e Projeto de Formas e Recipientes de Resíduos Nucleares do Estado de Ohio, parte da faculdade de engenharia da universidade. "E isso mostra que precisamos desenvolver um novo modelo de armazenamento de lixo nuclear."

A pesquisa da equipe se concentrou em materiais de armazenamento para resíduos nucleares de alto nível - principalmente resíduos de defesa, o legado da produção de armas nucleares do passado. O lixo é altamente radioativo. Embora alguns tipos de resíduos tenham meia-vida de cerca de 30 anos, outros - por exemplo, plutônio - tem meia-vida que pode ser de dezenas de milhares de anos. A meia-vida de um elemento radioativo é o tempo necessário para que metade do material se decomponha.

Atualmente, os Estados Unidos não têm local de descarte para esses resíduos; de acordo com o U.S. General Accountability Office, é normalmente armazenado perto das fábricas onde é produzido. Um local permanente foi proposto para a montanha Yucca em Nevada, embora os planos tenham estagnado. Países em todo o mundo têm debatido a melhor maneira de lidar com o lixo nuclear; apenas um, Finlândia, iniciou a construção de um repositório de longo prazo para resíduos nucleares de alto nível.

Mas o plano de longo prazo para a eliminação e armazenamento de alto nível de resíduos de defesa em todo o mundo é basicamente o mesmo. Trata-se de misturar o lixo nuclear com outros materiais para formar vidro ou cerâmica, e, em seguida, encerrar esses pedaços de vidro ou cerâmica - agora radioativos - dentro de recipientes metálicos. Os canisters então seriam enterrados profundamente em um repositório para isolá-lo.

Neste estudo, os pesquisadores descobriram que, quando expostos a um ambiente aquoso, o vidro e a cerâmica interagem com o aço inoxidável para acelerar a corrosão, especialmente dos materiais de vidro e cerâmica contendo resíduos nucleares.

O estudo mediu qualitativamente a diferença entre a corrosão acelerada e a corrosão natural dos materiais de armazenamento. Guo chamou de "severo".

"No cenário da vida real, as formas de resíduos de vidro ou cerâmica estariam em contato próximo com recipientes de aço inoxidável. Sob condições específicas, a corrosão do aço inoxidável vai enlouquecer, "ele disse." Isso cria um ambiente superagressivo que pode corroer os materiais circundantes. "

Para analisar a corrosão, a equipe de pesquisa pressionou "formas residuais" de vidro ou cerâmica - as formas em que o lixo nuclear é encapsulado - contra aço inoxidável e as imergiu em soluções por até 30 dias, sob condições que simulam as da montanha Yucca, o repositório de resíduos nucleares proposto.

Esses experimentos mostraram que quando o vidro e o aço inoxidável foram pressionados um contra o outro, a corrosão do aço inoxidável foi "severa" e "localizada, "de acordo com o estudo. Os pesquisadores também notaram rachaduras e aumento da corrosão nas partes do vidro que estiveram em contato com o aço inoxidável.

Parte do problema está na Tabela Periódica. O aço inoxidável é feito principalmente de ferro misturado com outros elementos, incluindo níquel e cromo. O ferro tem afinidade química com o silício, que é um elemento-chave do vidro.

Os experimentos também mostraram que quando a cerâmica - outro detentor potencial para resíduos nucleares - foi pressionada contra o aço inoxidável sob condições que imitavam as da montanha Yucca, tanto a cerâmica quanto o aço inoxidável corroeram de uma forma "localizada severamente".