Em 1986, ocorreu o pior acidente nuclear da história na usina de Chernobyl em Pripyat, Ucrânia. Um reator explodiu e liberou uma substância radioativa parecida com lava chamada cório, que formou o Pé de Elefante.

A explosão espalhou mais de 50 toneladas de partículas radioativas pelo ar até a França e contaminou o ambiente por dez dias.

Em dezembro de 1986, os pesquisadores que entraram na área do desastre se depararam com algo assustador: uma massa de substâncias químicas que parecia lava e que havia derretido até o subsolo da usina e depois solidificado.

A massa foi chamada de “Pé de Elefante” por causa da sua aparência e cor. Até hoje, o Pé de Elefante emite radiação muito alta e perigosa.

O Pé de Elefante tinha uma radiação tão elevada que uma pessoa poderia morrer na hora se o tocasse.

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O que aconteceu em Chernobyl?

Em 26 de abril de 1986, a usina nuclear de Chernobyl teve uma explosão que causou um desastre. O teste de segurança no reator 4 da usina fez com que o núcleo de urânio ficasse muito quente, chegando a mais de 1.600 graus Celsius.

Ele entrou em colapso por causa de reações nucleares e rompeu sua cobertura de concreto e aço de mil toneladas métricas. A explosão seguinte rompeu todos os 1.660 tubos do reator, provocando outra explosão e fogo que expuseram o núcleo radioativo do reator 4 ao ambiente. A radioatividade que foi liberada pôde ser detectada até na Suécia.

A radiação matou centenas de trabalhadores e engenheiros da usina nuclear em semanas. Muitas pessoas arriscaram suas vidas para apagar o fogo da explosão da usina, como Vasily Ignatenko, de 25 anos, que faleceu três semanas depois de ir ao local perigoso.

Anos depois do acontecimento, muitos outros tiveram doenças graves como o câncer. Milhões de pessoas que moravam perto da explosão sofreram problemas de saúde durante a vida. Chernobyl ainda enfrenta as consequências de tanta radiação.

A incrível volta das espécies na “floresta vermelha” próxima é uma das consequências devastadoras do desastre de Chernobyl que os pesquisadores estão estudando agora. Os pesquisadores também estão medindo os efeitos mais abrangentes do desastre, como a estranha anomalia química do pé de elefante que se formou no subsolo da usina.

O que é o pé do elefante e como ele se formou?

O núcleo do reator 4 ficou tão quente que o combustível de urânio derreteu. O vapor destruiu o reator. Uma enxurrada de 100 toneladas de substâncias quentes se formou a partir da mistura de calor, vapor e combustível nuclear derretido, saindo do reator e atravessando o chão de concreto até o subsolo da usina, onde se solidificou.

A massa mortal tem a forma e a textura parecidas com lava e por isso foi chamada de pé de elefante.

O Pé de Elefante tem apenas uma parte do combustível nuclear; o resto é uma mistura de urânio, concreto derretido e areia. Sua composição única tem o nome de cório para indicar que veio do núcleo. Também é chamado de material semelhante à lava com combustível (LFCM), e os pesquisadores continuam estudando.

A estrutura estranha parecia ainda estar quente quando foi descoberta meses depois do acidente de Chernobyl.

O que acontece se você estiver perto do pé do elefante?

Uma bolha gigante de substâncias tóxicas liberou radiação muito alta, que causava danos graves e mortais em poucos segundos. O Pé de Elefante tinha cerca de 10.000 roentgen por hora quando foi visto pela primeira vez. Isso significa que ficar uma hora perto dele era como receber 4,5 milhões de raios-X no peito.

Quem se aproximasse dele sentiria vertigem e fadiga em meio minuto, sangramento interno em dois minutos e morreria em dois dias se ficasse mais de cinco minutos. Algumas pessoas corajosas, chamadas de liquidadores, foram estudar o Pé de Elefante depois do acidente de Chornobyl, mesmo sabendo do risco. Eles descobriram que a bolha era muito dura e resistente, mas não conseguia parar as balas de um rifle AKM.

Alguns liquidadores fizeram uma câmera simples com rodas para fotografar o Pé de Elefante sem se expor à radiação. Mas as fotos mais recentes mostram que eles se aproximaram muito da bolha.

Um deles era Artur Korneyev, um especialista em radiação que ficou famoso por aparecer ao lado do Pé de Elefante na foto acima. Ele e sua equipe tinham que achar o combustível que sobrou no reator e medir sua radiação.

Ele contou ao New York Times que às vezes usava uma pá para mexer nos restos radioativos. “Às vezes, nós chutávamos os detritos radioativos com nossas botas.”

Dez anos depois do acidente, como se vê na foto acima, Korneyev ainda sofria de catarata e outros problemas de saúde por causa do contato com a massa de cório.

A Universidade de Sheffield cria o pé do elefante

Em colaboração com colegas da Ucrânia, engenheiros da Universidade de Sheffield produziram materiais que podem contribuir para o desmonte das usinas nucleares de Chernobyl e Fukushima. Os materiais reproduzem produtos químicos perigosos que são chamados de materiais contendo combustível semelhante à lava (LFCMs) e que ficam depois de um desastre nuclear.

Um estudo recente permitiu que um LCFM real fosse examinado pela primeira vez. Isso possibilita a análise segura das substâncias perigosas que restaram em Chernobyl e Fukushima.

O laboratório NucleUS Immobilisation Science Laboratory (ISL) no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais já vem apoiando a descontaminação e o descomissionamento dessas usinas há vários anos, focando principalmente nos acidentes graves de Chernobyl e Fukushima no Japão.

O interesse do público em Chernobyl foi despertado pela minissérie de mesmo nome da HBO/Sky de 2019.

Ambos os percalços resultaram em derretimentos nucleares, que são provocados pelo superaquecimento dos componentes do núcleo e podem produzir um colapso parcial ou total do núcleo. Os componentes perigosos do combustível nuclear interagem com o revestimento e outros materiais de construção durante o colapso, tornando a remoção praticamente difícil.

Se não forem controladas, essas substâncias radioativas podem escapar do reator e entrar no meio ambiente. Combustível derretido, aço, concreto, revestimento e areia foram combinados no desastre de Chernobyl para produzir cerca de 100 toneladas de lava semelhante a vidro que fluiu pelo prédio e cristalizou em grandes quantidades.

Não há dúvida de que há um risco muito sério ao meio ambiente, à fauna local e aos funcionários se nada for feito para conter, estabilizar ou tratar os materiais. Isso representará uma ameaça por muitos anos, talvez séculos.

No entanto, como ninguém está ciente de sua aparência, eliminá-los é muito mais difícil. No entanto, há apenas um número limitado de amostras de materiais fundidos que podem ser estudados, e manipulá-los representa um risco de radiação que impede a análise.

Liderando a equipe que investiga esses materiais está a Dra. Claire Corkhill, que afirmou: “Entender as propriedades mecânicas, térmicas e químicas dos materiais criados em um colapso nuclear é fundamental para ajudar a recuperá-los. Por exemplo, se não sabemos o quão duros eles são, como podemos fazer os robôs resistentes à radiação necessários para eliminá-los?”

Em estudo recente publicado pela ISL em colaboração com colegas na Ucrânia, pesquisadores relataram o desenvolvimento de materiais que podem ser usados para replicar procedimentos de descomissionamento em reatores nucleares após acidentes.

Pequenas quantidades de materiais de baixa radioatividade foram produzidas em laboratório usando apenas urânio empobrecido para imitar “Materiais contendo combustível semelhante a lava” (LFCMs). Verificou-se que essas substâncias se assemelham muito à microestrutura e à mineralogia do LFCM real. Nunca foi possível chegar tão perto de um LFCM real.

Em seguida, usando esses materiais simulados, foram examinadas as características térmicas e a cinética de corrosão do LFCM. Os resultados foram muito semelhantes aos das amostras reais de LFCM recuperadas por cientistas durante uma missão de amostragem dentro do reator em 1991.

Os procedimentos de descomissionamento em andamento em Chernobyl e na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi, onde se acredita que materiais do tipo LFCM evoluíram e ainda estão submersos em água usada para resfriar o núcleo fundido, dependem do conhecimento do comportamento da corrosão.

As superfícies do LFCM perdem água, o que leva à criação de poeira que pode ser altamente radioativa e entrar facilmente na biosfera.

Dr. Corkhill continuou: “Apesar da tragédia de Chernobyl ter ocorrido há mais de 33 anos, ainda sabemos muito pouco sobre esses elementos nucleares genuinamente únicos, porque eles são muito perigosos de manusear.

“Como resultado desta pesquisa, agora temos um material simulante de fusão de radioatividade consideravelmente menor para estudar, que é seguro para nossos parceiros de pesquisa japoneses e ucranianos estudarem sem a necessidade de proteção contra radiação. Em última análise, isso ajudará nos processos de descomissionamento em Chernobyl e Fukushima.”

Agora que eles têm um ponto de partida para a investigação do comportamento da corrosão usando o potente microscópio da Diamond Light Source, a equipe de estudo pretende avançar neste trabalho muito rapidamente.

Em seguida, o que? A replicação em pequenos lotes de compostos menos perigosos torna possível aprender com mais rapidez e segurança sobre a substância de fusão sob investigação no futuro.

A instalação VULCANO na França é um exemplo de um local de demonstração de acidentes nucleares em grande escala, onde apenas os testes mais sérios e críticos para a segurança são permitidos. O objetivo de longo prazo é encontrar uma maneira de remover e confinar com segurança os materiais nocivos nos locais dos acidentes de Chernobyl e Fukushima.

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