No segundo episódio de "Chernobyl", a minissérie da HBO sobre o acidente de 1986 que se tornou o pior desastre de energia nuclear da história da humanidade, a situação é bastante ruim. Há um grande incêndio nas ruínas do reator n ° 4 da usina nuclear de Chernobyl. Um hospital na cidade vizinha de Pripyat é invadido por vítimas de radiação. A poeira radioativa mortal chegou à União Soviética e chegou à Suécia. O ar acima do reator brilha literalmente onde o núcleo de urânio ficou exposto. E as pessoas que lideram a resposta ao desastre decidem despejar milhares de toneladas de areia e boro no núcleo.
Isso é menos ainda o que aconteceu durante o desastre em abril de 1986. Mas por que os socorristas usaram areia e boro? E se um desastre nuclear semelhante ocorresse em 2019, é isso que os bombeiros ainda fariam?
Você realmente não quer um incêndio ao ar livre em um núcleo nuclear exposto
Expor um núcleo nuclear em chamas ao ar é um problema em pelo menos dois níveis, como disse à Live Science o engenheiro de reatores nucleares e a professora de Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, Kathryn Huff.
Seu primeiro problema é que você tem uma reação de fissão nuclear em andamento. O urânio está disparando nêutrons, que estão colidindo com outros átomos de urânio e os dividindo. Esses átomos de urânio estão liberando ainda mais energia e alimentando toda a bagunça quente. Essa reação, que não está mais contida, também está expelindo níveis incríveis de radiação direta, representando um perigo mortal para quem tenta se aproximar dela.
Seu segundo problema relacionado - e muito mais sério - é que o fogo libera muita fumaça, poeira e detritos no ar. Todo esse lixo está saindo diretamente de um reator nuclear, e parte dele é de fato direto do núcleo nuclear. Isso inclui uma variedade de tipos (ou isótopos) de elementos relativamente leves que se formam quando os átomos de urânio se dividem.
"Esta é a parte perigosa de um acidente como esse", disse Huff. "Esses isótopos, alguns deles, são tóxicos para os seres humanos. E alguns deles são mais radioativos do que o que você encontraria no seu dia-a-dia. E alguns deles, além de serem bastante tóxicos e radioativos, são muito móvel no ambiente ".
Móvel, nesse caso, significa que esses isótopos podem entrar nos corpos dos seres vivos para causar problemas. Tomemos, por exemplo, o iodo-131, um isótopo radioativo de iodo que as células vivas tratam exatamente como o iodo comum.
Uma nuvem de fumaça como a de Chernobyl contém muito iodo-131, que pode flutuar centenas de quilômetros. Pode acabar em rios e chegar a plantas, animais e seres humanos. Nossas glândulas tireóides dependem do iodo e absorvem o iodo-131 como o iodo comum, criando uma fonte de radiação séria a longo prazo para o corpo.
(É por isso que, imediatamente após desastres nucleares, as pessoas na área afetada devem tomar pílulas de iodo, preencher as reservas do corpo e impedir que a tireóide absorva qualquer um dos isótopos radioativos.)
Areia e boro
Despejar areia e boro (a mistura real de Chernobyl também incluía argila e chumbo) é uma tentativa de resolver o primeiro e o segundo problemas.
A areia sufoca o reator exposto, esmagando a pluma mortal. E o boro, em teoria, poderia sufocar a reação nuclear.
"Em um reator nuclear, existem isótopos que fazem a reação ir e isótopos que tornam a reação lenta", disse Huff.
Para obter uma reação em cadeia nuclear, explicou ela, é preciso ter isótopos radioativos suficientes juntos, para que seus nêutrons, disparando descontroladamente no espaço, tendam a atingir outros núcleos atômicos, dividindo-os.
"Quando um nêutron interage com um isótopo, há uma certa probabilidade, devido à estrutura de seu núcleo, de absorver o nêutron", disse ela. "O urânio, especificamente o urânio-235, tem uma tendência a absorver o nêutron e depois se separar imediatamente. Mas o boro tende a absorver apenas o nêutron. Devido à sua estrutura nuclear, é uma espécie de sede de nêutrons".
Então, despeje boro suficiente no núcleo exposto do reator n ° 4, continuou a teoria, e absorveria tantos daqueles nêutrons que disparam descontroladamente que a reação pararia.
No caso de Chernobyl, no entanto, despejar o boro e outros absorvedores de nêutrons no reator acabou não funcionando, em parte devido à abordagem ad hoc de despejo de helicóptero que o projeto da usina exigia.
"A intensa radiação matou vários pilotos", informou a BBC em 1997, acrescentando: "Agora se sabe que, apesar desses sacrifícios, quase nenhum absorvedor de nêutrons atingiu o núcleo".
Ainda assim, disse Huff, o princípio usado pelos soviéticos - absorvedores de nêutrons para interromper a reação, juntamente com materiais para derrubar os isótopos radioativos do ar - era válido. E, no caso de um desastre semelhante hoje, as equipes de resposta adotariam uma abordagem baseada na mesma teoria subjacente.
A grande diferença, disse ela, é que as usinas nucleares modernas (pelo menos nos Estados Unidos) são projetadas para fazer muito desse trabalho.
Os reatores modernos são muito mais seguros e muito mais preparados para problemas - mas eles ainda usam boro em seus manuais de emergência
Huff apontou longamente que os reatores nucleares dos EUA (e outros adequadamente avançados) têm muito menos chances de Chernobyl de encontrar qualquer tipo de desastre - nunca funcionando tão quente e operando em navios mais resistentes. E os próprios prédios foram projetados para realizar grande parte do trabalho para reprimir um incêndio de reator nuclear e uma pluma radioativa, acrescentou.
Os reatores modernos são equipados com sprays químicos que podem inundar o edifício, derrubando isótopos radioativos do ar antes que possam escapar. E, ao contrário de Chernobyl, as instalações nucleares nos EUA estão totalmente contidas em estruturas seladas de cimento e vergalhões (uma malha de barras de aço reforçado). Essas conchas seladas são projetadas em excesso, a ponto de, pelo menos em teoria, nem mesmo uma explosão significativa as violar. Você poderia colidir com um pequeno jato na lateral de um desses prédios, e ele não exporia o núcleo. De fato, como parte de um teste, o governo dos EUA fez exatamente isso em um navio de contenção vazio em 1988. O NRC afirma que estudos sobre impactos de grandes jatos ainda estão em andamento.
Tudo isso torna improvável um desastre na escala de Chernobyl, embora a União de Cientistas Preocupados escreva que vazamentos de radiação menores (mas ainda perigosos) são uma ameaça real para a qual os Estados Unidos não estão adequadamente preparados.
Dito isto, a Comissão Reguladora Nuclear dos EUA (NRC), para cada um dos 98 reatores nucleares que operam no país, elaborou manuais de emergência com centenas de páginas. Eles estabelecem instruções para o que os respondentes devem fazer no caso de todo tipo de plausibilidade para emergências altamente improváveis).
Esses manuais estão disponíveis em inglês simples no site do NRC. Aqui está a Palo Verde, uma grande fábrica no oeste do Arizona. Você pode encontrar instruções sobre quando colocar muito boro no núcleo (assim que o reator falhar ao desligar normalmente). Ele viu o que fazer se forças hostis atacarem a planta (entre outras coisas, começar a preparar uma evacuação regional no momento em que ficar claro que as forças podem causar um vazamento significativo de radiação). E, no caso de quantidades significativas de material radioativo escaparem para a atmosfera, diz quem declara uma evacuação (governador do Arizona, com base nas recomendações dos supervisores do local).
Esses planos não dão muitos detalhes sobre os eventos ao estilo de Chernobyl, embora desde o 11 de setembro o NRC desenvolva diretrizes para desastres mais extremos. No entanto, disse Huff, combater um incêndio em um núcleo de urânio exposto sempre se reduz a versões mais ou menos sofisticadas de despejo de boro e areia.
