Lasers podem reduzir vida útil do lixo nuclear de “um milhão de anos para 30 minutos”, diz ganhador do Prêmio Nobel

O físico planeja cortá-los com rajadas de luz super-rápidas.

  • Gérard Mourou já ganhou um Nobel por seu trabalho com pulsos de laser rápidos.
  • Se ele recebe pulsos 10.000 vezes mais rápidos, ele diz que pode modificar os resíduos no nível atômico.
  • Se nenhuma solução for encontrada, já estamos presos com cerca de 22.000 metros cúbicos de resíduos perigosos de longa duração.

O que quer que se pense em energia nuclear, o processo resulta em toneladas de resíduos tóxicos radioativos que ninguém sabe ao certo o que fazer. Como resultado, está escondido o mais seguro possível em áreas de armazenamento subterrâneo, onde deve permanecer por muito, muito tempo: o pior, urânio 235 e plutônio 239, tem meia vida de 24.000 anos. Essa é a razão pela qual as sobrancelhas foram levantadas na Europa – onde mais países dependem da energia nuclear do que em qualquer outro lugar – quando o físico Gérard Mourou mencionou em seu amplo discurso de aceitação do Nobel que os lasers poderiam reduzir a vida útil dos resíduos nucleares de “um milhão de anos para 30 minutos , “como ele disse em uma entrevista de acompanhamento com a The Conversation .

Quem é Gérard Mourou?

Mourou foi o co-receptor do seu Nobel com Donna Strickland pelo desenvolvimento da amplificação de pulsos quirais (CPA) na Universidade de Rochester. Em seu discurso, ele se referiu à sua “paixão pela luz extrema”.

O CPA produz pulsos ópticos super curtos de alta intensidade que consomem uma quantidade enorme de energia. O objetivo de Mourou e Strickland era desenvolver um meio de fazer cortes altamente precisos úteis em ambientes médicos e industriais.

Acontece que o CPA também tem outro benefício, que é igualmente importante. Seus pulsos de um segundo são tão rápidos que refletem eventos ultra-rápidos que não seriam observáveis, como aqueles dentro de átomos individuais e em reações químicas. Essa capacidade é o que Mourou espera dar à CPA a chance de neutralizar o lixo nuclear, e ele está trabalhando ativamente em uma maneira de fazer isso acontecer em conjunto com Toshiki Tajima, da UC Irvine. Como Mourou explica à conversa :

“Pegue o núcleo de um átomo. É composto de prótons e nêutrons. Se adicionarmos ou retirarmos um nêutron, ele muda absolutamente tudo. Não é mais o mesmo átomo e suas propriedades mudarão completamente. A vida útil do nuclear o desperdício é fundamentalmente alterado e podemos reduzir isso de um milhão de anos para 30 minutos”.

Já somos capazes de irradiar grandes quantidades de material de uma só vez com um laser de alta potência, portanto a técnica é perfeitamente aplicável e, em teoria, nada nos impede de escalá-lo para um nível industrial. Este é o projeto que estou lançando em parceria com a Comissão de Energias Alternativas e Energia Atômica , ou CEA, na França. Pensamos que daqui a 10 ou 15 anos teremos algo que podemos demonstrar. É isso que realmente me permite sonhar, pensando em todas as aplicações futuras de nossa invenção “.

Embora 15 anos pareçam muito tempo, quando você lida com a meia-vida do lixo nuclear, é um piscar de olhos.

Resíduos nucleares na Europa

Embora a energia nuclear lute pela aceitação como fonte de energia nos EUA, após uma série de incidentes perturbadores e o surgimento de fontes alternativas, como a energia solar e eólica, muitos países europeus a adotaram. A França é a principal entre eles, contando com energia nuclear para 71% de suas necessidades de energia. A Ucrânia é a segunda mais dependente, com 56% de seu poder, seguida de perto pela Eslováquia, Bélgica, Hungria, Suécia, Eslovênia e República Tcheca, segundo a Bloomberg . Nenhum deles tem um bom plano para o lixo nuclear, além de armazená-lo em algum lugar na esperança de uma solução eventual ou milhares de anos de taxa de problemas durante os quais ele permanece parado e não escapa para o abastecimento de água ou para o ar.

E há muitas dessas coisas. O Greenpeace estima que existam aproximadamente 250.000 toneladas em 14 países em todo o mundo. Desse modo, cerca de 22.000 metros cúbicos são perigosos. O custo de armazenar tudo, de acordo com a GE-Hitachi, é superior a US $ 100 bilhões (descontando a China, a Rússia e a Índia).

Transmutando o problema dos resíduos nucleares

([general-fmv] / Shutterstock)

O processo que Mourou está investigando é chamado de “transmutação”. “A energia nuclear é talvez o melhor candidato para o futuro”, disse ele à platéia do Nobel, “mas ainda temos um monte de lixo perigoso. A idéia é transformar esse lixo nuclear em novas formas de átomos que não têm o problema da radioatividade. O que você precisa fazer é mudar a composição do núcleo “. Depois de seu discurso, ele formulou seus planos para os lasers e desperdiçou com mais clareza: “É como o karatê – você entrega uma força muito forte em um momento muito, muito breve”.

A idéia de transmutação não é nova. Está sob investigação há 30 anos no Reino Unido, Bélgica, Alemanha, Japão e EUA. Alguns desses esforços estão em andamento. Outros foram abandonados. Rodney C. Ewing, de Stanford, disse à Bloomberg: “Posso imaginar que a física funcione, mas a transmutação de resíduos nucleares de alto nível requer uma série de etapas desafiadoras, como a separação de radionuclídeos individuais, a fabricação de alvos em grande escala. escala e, finalmente, sua irradiação e descarte “.

Mourou e Tajima esperam poder diminuir a distância que um feixe de luz precisa percorrer para transmutar átomos mais de 10.000 vezes. “Penso no que isso poderia significar o tempo todo”, diz Mourou na Ecole Polytechnique, onde ele ensina. “Não negligencio as dificuldades que temos pela frente. Sonho com a idéia, mas teremos que esperar e ver o que acontecerá nos próximos anos”.

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