A partir de agora, “energia nuclear” em contextos práticos refere-se à fissão, ou à divisão de partículas pesadas para gerar cargas massivas de energia. O objetivo é eventualmente fazer a transição para a fusão, que combina duas partículas de luz, também para produzir uma enorme energia, mas com um custo ambiental menor.
Cada alternativa de combustível fóssil geralmente tem seu própria parcela de detratores e questões em curso, mas o debate sobre a energia nuclear está entre os mais proeminentes, pelo menos do ponto de vista publicitário. Dito isto, a energia nuclear é, sem dúvida, uma indústria robusta e de alto risco, com rápido desenvolvimento. Os governos frequentemente se envolvem, e o equilíbrio entre inovação e segurança é sempre um problema significativo.
Enquanto isso, a atual administração parece interessado no aumento da capacidade de energia nuclear da América, incluindo iniciativas para trazer microrreatores— reatores nucleares pequenos e transportáveis — para redes dos EUA em locais remotos, bases militares e operações comerciais. Os microrreatores não são necessariamente novos; eles eram concebido em 1939 para uso militar, e a NASA demonstrado um sistema nuclear pequeno e leve para naves espaciais em 2018.
Mas o esforço para trazê-los para ambientes civis ganhou força no ano passado com a decisão do Departamento de Energia (DOE). CÚPULA iniciativa, cujos projetos-piloto estão programados para começar na primavera de 2026. Portanto, certamente ouviremos mais sobre microrreatores em breve.
Neste Giz Asks, pedimos a vários especialistas e partes interessadas que nos ajudassem a compreender o estado dos microrreatores. Seus benefícios realmente superarão seus custos? Quais são algumas vantagens reais dos microrreatores? Ou talvez mais importante, quais são os riscos? Deveríamos ficar entusiasmados – ou assustados?
As respostas a seguir podem ter sido levemente editadas e condensadas para maior clareza.
Ralf Kaiser
Físico nuclear experimental, Centro Internacional de Física Teórica; ex-chefe de pesquisa em física da Agência Internacional de Energia Atômica.
Os reatores nucleares não têm visto muito progresso tecnológico há algum tempo. Pequenos reatores modulares (SMRs) oferecem uma maneira de tecnologias mais seguras e modernas chegarem ao mercado. Então isso é uma coisa boa. A ideia original dos SMRs também era produzi-los em massa e entregá-los selados, operá-los por algumas décadas e depois simplesmente trocar todo o reator. Embora mais atuais, cada vez mais próximos da aplicação, os conceitos de SMR não seguem mais essa ideia. Ainda acho que foi uma boa ideia.
Os SMR também podem ser utilizados para outras aplicações além da produção de eletricidade, por exemplo, para calor de processo na indústria. Reatores menores também podem ser usados para propulsão marítima – substituindo motores diesel para grandes navios porta-contêineres. Os microrreatores também são cruciais para o espaço, ou seja, futuras bases na Lua ou em Marte.
Edwin Lyman
Diretor de segurança de energia nuclear, União de Cientistas Preocupados.
Todos nós deveríamos, sem dúvida, ficar assustados com os microrreatores. Por que? Porque, tal como tantos outros produtos inúteis ou perigosos que são impingidos ao público por uma indústria tecnológica descontrolada, esta é uma “inovação” que ninguém pediu e de que ninguém precisa. Os microrreatores são extremamente antieconômicos e, se implantados em qualquer lugar perto da escala que seus propulsores esperam, aumentarão os preços da energia para todos.
Pior ainda, como os microrreatores serão muito caros, seus desenvolvedores estão procurando economizar de todas as maneiras possíveis – às custas da saúde pública, da segurança e da proteção ambiental. Se aprovados pelos reguladores em conformidade, estes reatores não teriam os sistemas de refrigeração de reserva, a proteção contra radiação e as estruturas de contenção dos reatores convencionais. Eles poderiam estar localizados mais perto de áreas povoadas e seriam compostos por equipes mínimas de operadores e oficiais de segurança – se é que existiam. E com pouca ou nenhuma protecção, nas mãos erradas, um microreactor poderá tornar-se uma potente arma terrorista.
Felizmente, não há necessidade de pânico: a probabilidade de microrreatores chegarem à sua vizinhança em breve não é alta. Os prazos de desenvolvimento irrealistas que as empresas de microrreatores estão a tentar cumprir irão praticamente garantir que a primeira geração será hesitante e pouco fiável, na melhor das hipóteses, e demasiado perigosa para operar, na pior das hipóteses. Quaisquer microrreatores implantados provavelmente permanecerão como curiosidades – mais um obstáculo do que uma ajuda para qualquer cliente que necessite de energia confiável e acessível.
João Jackson
Diretor técnico nacional, Departamento de Energia dos EUA Programa de Microrreatores do Escritório de Energia Nuclear.
O que é realmente atraente nos microrreatores é sua relativa simplicidade e versatilidade. Você pode transportá-lo por caminhão ou vagão ferroviário, para levar energia confiável a locais que historicamente tiveram altos custos de energia ou de difícil acesso, como instalações militares, comunidades rurais remotas, bases de recuperação de desastres naturais ou locais industriais. Eles estão sendo projetados para operar por vários anos sem reabastecimento, para se autorregularem e para serem totalmente construídos de fábrica e instalados no local. Esta é uma proposta de valor muito diferente da nuclear tradicional e abre caminhos de acesso à energia que não tínhamos antes.
Dito isto, existem obstáculos reais a serem superados. Os custos iniciais são um tanto elevados, mas à medida que mais unidades são construídas, os processos de fabricação amadurecerão e deverão reduzi-los significativamente. Com o Laboratório Nacional de Idaho testando e validando ativamente novos projetos, forte apoio federal e demonstrações esperadas para o próximo ano, acho que há motivos genuínos para estar entusiasmado com o rumo que essa tecnologia está tomando.
Carlos Romero Talamas
Fundador e CEO, Terra Fusãouma startup de energia nuclear com sede em Maryland.
A resposta depende se você está falando sobre microrreatores de fissão ou fusão. A fissão enfrenta sérios desafios de segurança em todo o seu ciclo de vida, desde a mineração e refinação até à eliminação de resíduos. Os resíduos radioactivos da fissão podem ser altamente tóxicos durante milhares de anos, e o mesmo equipamento utilizado para refinar o combustível pode ser utilizado para fabricar material adequado para armas. Além disso, os núcleos de fissão têm combustível suficiente para durar meses ou até anos.
Mesmo que sejam concebidos de modo a que o núcleo não possa tornar-se supercrítico (ou seja, sofrer um derretimento), a energia potencial armazenada é enorme e, num cenário de acidente grave, existe a possibilidade de contaminação radioactiva que poderia afectar grandes áreas. A eliminação segura em fim de vida dos sistemas de fissão continua a ser uma questão não resolvida, independentemente do tamanho do sistema.
Os microrreatores de energia de fusão, por outro lado, ainda não estão disponíveis, mas serão extremamente seguros. Os reatores reterão apenas alguns segundos de combustível no núcleo durante a operação, de modo que a energia potencial armazenada é muitas ordens de magnitude menor do que no caso da fissão. Mesmo que estes sistemas transportem combustível suficiente para anos de operação, o combustível pode ser facilmente isolado em tanques com redundância de segurança.
Os sistemas de primeira geração utilizarão deutério e trítio, ambos isótopos de hidrogénio, mas apenas o trítio é radioactivo (e o deutério está naturalmente presente na água… bebemo-lo todos os dias!). O lítio pode ser usado para produzir trítio no microrreator, de modo que os suprimentos primários de combustível não sejam radioativos e possam ser transportados com carga convencional (sem necessidade de guardas armados!). O subproduto da fusão do deutério e do trítio é o hélio, que é inofensivo e não é um gás de efeito estufa.
A energia de decaimento do trítio é baixa o suficiente para que, uma vez dentro de um recipiente (por exemplo, uma garrafa de gás industrial), você nem saiba que o conteúdo é radioativo. Alguns componentes dos sistemas de fusão podem tornar-se radioactivos durante o funcionamento, mas a sua deterioração é relativamente rápida: após alguns anos ou, no máximo, algumas décadas de “arrefecimento”, estes componentes podem ser reciclados com segurança.
Em qualquer dos casos, fissão ou fusão, precisamos de um quadro regulamentar e de supervisão adequados para toda a vida dos sistemas, mas a fusão será definitivamente mais segura e mais fácil de gerir. Você pode ser cautelosamente otimista em relação aos sistemas de fissão, mas definitivamente entusiasmado com os microrreatores de fusão!
