As águas residuais nucleares referem -se a águas residuais contendo substâncias radioativas produzidas durante a utilização da energia nuclear. Essas substâncias radioativas incluem principalmente trítio, urânio, plutônio, tório e rádio. As águas residuais nucleares se originam principalmente de usinas nucleares, fabricação de armas nucleares, pesquisa de medicina nuclear e produção de materiais radioativos. Com base em seu nível de radiação e fonte, as águas residuais nucleares podem ser categorizadas em águas residuais radioativas de alto nível e águas residuais radioativas de baixo nível.
1. Operações de usina nuclear
- Água de resfriamento do reator: usado para resfriar o combustível nuclear, que pode conter substâncias radioativas após o contato com o combustível.
- Reprocessamento de combustível gasto: a água usada para extrair combustível nuclear recuperável resulta em resíduos de líquidos radioativos de alto nível.
- Água de limpeza do equipamento: gerado a partir de manutenção e limpeza de equipamentos de usinas nucleares, geralmente contendo substâncias radioativas de baixa concentração.
- Descarga de condensado: a água condensada do sistema de circulação de vapor pode transportar pequenas quantidades de substâncias radioativas.
2. Vazamentos de acidentes nucleares
- Grandes quantidades de águas residuais nucleares foram produzidas durante desastres como os acidentes nucleares de Chernobyl e Fukushima, exigindo armazenamento e tratamento a longo prazo.
3. Ciclo de combustível nuclear
- Mineração de urânio: a extração do minério de urânio gera águas residuais que contêm elementos radioativos.
- Processamento de combustível: os processos químicos envolvidos na fabricação de combustível nuclear podem levar à contaminação da água.
- Reprocessamento de combustível gasto: a reciclagem e o tratamento do combustível nuclear gasto produzem resíduos de líquidos radioativos de alto nível.
4. Medicina e pesquisa nuclear
-Diagnóstico e tratamento médico: procedimentos como exames de PET-CT e radioterapia com câncer usam isótopos radioativos, gerando águas residuais radioativas de baixo nível.
- Pesquisa de laboratório nuclear: Experimentos envolvendo materiais radioativos podem liberar ou descarregar águas residuais nucleares.
1. Águas residuais radioativas de baixo nível (LLW)
-contém pequenas quantidades de isótopos radioativos (por exemplo, trítio, iodo-131, césio-137).
- A origem principalmente das operações de rotina de usinas nucleares, instituições de pesquisa e indústria médica.
2. Águas Residuais Radioativas de alto nível (HLW)
-gerado principalmente a partir de reprocessamento de combustível usado e contém altas concentrações de substâncias radioativas (por exemplo, estrôncio-90, césio-137, plutônio-239).
-exibe radioatividade extremamente forte e meia-vida longa, exigindo tratamento rigoroso e armazenamento a longo prazo.
1. Poluição ambiental
- Se as substâncias radioativas gerenciadas incorretamente em águas residuais nucleares podem infiltrar o solo, as águas subterrâneas, os rios e os oceanos, levando à contaminação a longo prazo.
2. Impacto biológico
-Elementos radioativos como Strontium-90 e Cesium-137 podem ser absorvidos pela vida marinha, entrando na cadeia alimentar e, finalmente, afetando a saúde humana.
3. Riscos à saúde humana
- A exposição a longo prazo a águas residuais radioativas aumenta os riscos de câncer, mutações genéticas e danos ao sistema imunológico.
As águas residuais nucleares não podem ser descarregadas diretamente no meio ambiente e devem passar por tratamentos de armazenamento físico, químico, biológico e de longo prazo, incluindo:
1. Precipitação e filtração (remoção de partículas radioativas suspensas)
- O método de precipitação química de coagulação envolve a adição de precipitantes (como sais de ferro, sais de alumínio, refrigerante, fosfatos) a águas residuais nucleares. Eles reagem com nuclídeos radioativos, formando precipitados insolúveis, reduzindo efetivamente o conteúdo radioativo e purificando as águas residuais.
2. Troca de íons (remoção de íons radioativos)
- Este método usa resinas de troca iônica para trocar cátions ou ânions radioativos com íons não radioativos, reduzindo significativamente a concentração de substâncias radioativas, garantindo que as águas residuais tratadas atendam aos padrões de descarga.
3. Evaporação e concentração (reduzindo o volume de águas residuais)
- O aquecimento por evaporação separa a água dos materiais radioativos, permitindo que o vapor condensado seja descarregado com segurança, enquanto os resíduos radioativos concentrados sofrem solidificação para tratamento adicional.
4. Tratamento de biotecnologia
- Microorganismos e plantas podem remover nuclídeos radioativos por meio da absorção, acumulação, precipitação e mecanismos de expansão, reduzindo o conteúdo radioativo para atender aos padrões de descarga.
