De milhares de anos para alguns anos

A imobilização de resíduos nucleares em "toras" de vidro - um processo conhecido como vitrificação - é usada atualmente para proteger os resíduos radioativos de usinas nucleares e atividades não pacíficas.

Ao contrário do que se acreditava inicialmente, contudo, essa técnica está longe de apresentar a segurança que os cientistas acreditavam no início do armazenamento - é comum ouvir especialistas falando sobre "armazenamento seguro por milhares de anos" usando a técnica.

Na prática, agora se sabe que o vidro pode começar a se dissolver e a durabilidade desses barris de vidro continua sendo uma área ativa de pesquisa.

Na verdade, o vidro parece durável, mas, em algum momento, ele começa a deteriorar-se relativamente rápido, liberando resíduos radioativos em níveis que excedem os limites definidos pela legislação.

"Com o tempo, começam a se formar cristais de zeólitas no vidro, facilitando a dissolução mais rápida," explica o professor Jeffrey Rimer, da Universidade de Houston, nos EUA, que está tentando entender detalhadamente esse mecanismo em colaboração com colegas do Laboratório Nacional do Pacífico Noroeste e da Universidade de Pittsburgh.

"Estamos analisando mais de perto o estágio inicial da formação das zeólitas e pensando em maneiras de retardar ou impedir completamente o processo," acrescentou Rimer, afirmando que isso poderá ajudar a projetar os materiais de vidro de forma a melhorar a segurança.

Zeólitas indesejadas

As zeólitas têm larga aplicação industrial, de membranas de troca iônica à fabricação petroquímica e até fertilizantes.

Vários anos atrás, Rimer e seu colega Radha Motkuri colaboraram em um projeto de síntese de zeólita que resultou na descoberta de dois polimorfos, denominados P1 e P2.

Mas agora a equipe deu uma reviravolta em seus objetivos, investigando como evitar que as zeólitas se formem, em vez de desenvolver novas maneiras de produzir esse material economicamente tão valioso.

E eles já constataram que o polimorfo termicamente estável P2 é o cristal envolvido na dissolução do vidro de resíduos nucleares.

"Há muito tempo observamos em estudos de laboratório que a formação de zeólita em testes de corrosão de vidro resulta em um aumento na taxa de corrosão do vidro," disse James Neeway, membro da equipe. "Esperamos entender por que as zeólitas levam a um aumento nas taxas de alteração do vidro e por que apenas certas zeólitas provocam mudanças, com o objetivo de longo prazo de impedir sua formação".

A zeólita P, que se forma a partir do vidro, é afetada pela temperatura, tendo sido sintetizada em laboratório a 100º C - mas os pesquisadores ainda não sabem como a cristalização ocorre a temperaturas mais baixas e não conhecem métodos para impedir a sua formação.

Além disso, o controle das temperaturas nas formações geológicas designadas como depósitos de resíduos nucleares não é necessariamente prático, de forma que a equipe está procurando outros fatores que possam afetar o crescimento dos cristais, incluindo os componentes do vidro.

Ou seja, parece que ainda estamos longe de contar com uma segurança minimamente razoável no armazenamento de resíduos nucleares.