Após os acidentes nucleares, radionuclídeos misture com os detritos e solo nas proximidades. Quando esta mistura perigosa “cai para trás“Para nós, a precipitação nuclear resultante pode causar danos duradouros. Por razões práticas, os atuais modelos de precipitação radioativa são insuficientes para descrever completamente estes eventos tóxicos – mas uma miniatura inteligente pode finalmente oferecer aos cientistas uma maneira melhor de estudá-los.
Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) criaram uma pequena réplica das bolas de fogo que desencadeiam a precipitação nuclear dentro de um reator de fluxo de plasma. O experimento cuidadosamente controlado permitiu-lhes investigar como o urânio, o cério e o césio vaporizam e se comportam. Como resultado, a equipe conseguiu identificar limitações nos atuais modelos de precipitação radioativa em condições mais realistas. Eles publicaram suas descobertas em um recente Química Analítica papel.
“Ao estudar esses processos em um sistema controlado, podemos substituir suposições por medições, melhorar os modelos usados para interpretar detritos nucleares e apoiar a tomada de decisões quando é mais importante”, disse Rakia Dhaoui, primeira autora do estudo e cientista do LLNL, em um comunicado. declaração.
Uma mini bola de fogo
Para o experimento, a equipe personalizou um reator de fluxo de plasma para programar livremente diferentes temperaturas e níveis de oxigênio. fugacidades (ou seja, a facilidade com que os produtos químicos se movem e reagem). A miniatura representa uma parte do processo da bola de fogo, que desencadeia a precipitação nuclear ao se expandir e se misturar ao ar após um acidente nuclear, de acordo com o LLNL.
Especificamente, a precipitação radioativa ocorre quando a bola de fogo começa a esfriar e a se condensar em minúsculas partículas sólidas, então a configuração experimental foi projetada para replicar essas etapas. Os pesquisadores estabeleceram dois cenários: um impôs uma diminuição consistente da temperatura ao longo do tubo, enquanto o outro manteve o calor em cerca de 1.127 graus Celsius (2.060 graus Fahrenheit) antes da extinção rápida, de acordo com o estudo.
“Estudos históricos de precipitação indicam que o caminho que os materiais percorrem à medida que esfriam é importante”, explicou Dhaoui. “A taxa e o tempo de resfriamento em temperatura elevada podem alterar a especiação química e a formação de partículas.”
Um garfo no fogo
Os testes de laboratório descobriram que os três elementos estudados se comportavam de maneira diferente. O urânio condensou-se logo no início, com o cério condensando-se em uma faixa de temperatura semelhante. A química de ambos os elementos variou dependendo dos cenários de resfriamento. Por outro lado, o césio demorava muito mais para condensar e interagia mais com outros elementos quando mantido por mais tempo em temperatura mais elevada.
“Esses resultados sugerem que a formação de precipitação depende não apenas de quando os elementos se condensam, mas também de como os elementos interagem quimicamente durante o resfriamento”, explicou LLNL. Isto contrasta com os modelos existentes que tendem a considerar cada elemento individualmente, mas estas interações complexas são provavelmente “essenciais” para melhorar os modelos preditivos de processos relevantes para a precipitação nuclear, de acordo com o artigo.
