O reactor nuclear mais avançado da Índia atingiu um nível de capacidade de sobrevivência que marca um grande salto para o programa de energia atómica do país e aproxima-o um passo da redução da sua dependência do urânio.
O protótipo do reator reprodutor rápido (PBFR) em Kalpakkam, no estado de Tamil Nadu, no sul da Índia, atingiu o nível crítico – o estágio em que uma reação nuclear em cadeia pode continuar por conta própria – na segunda-feira. Assim que o reator estiver totalmente operacional, a Índia se tornará apenas o segundo país, depois da Rússia, a ter um reator comercial de reprodução rápida.
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O primeiro-ministro indiano, Narendra Modi, classificou-o como um “momento de orgulho para a Índia” e um “passo decisivo” no avanço do programa nuclear do país.
“Este reator avançado, capaz de produzir mais combustível do que consome, reflete a profundidade de nossas capacidades científicas e a força de nosso empreendimento de engenharia. É um passo decisivo para aproveitar nossas grandes reservas de tório na terceira fase do programa”, disse ele em nota no X na segunda-feira.
Então, o que é um reator reprodutor rápido e por que este último avanço é importante – para a Índia e para o mundo?
Aqui está o que sabemos:
O que significa o reator reprodutor rápido da Índia?
Os reatores reprodutores rápidos são reatores nucleares avançados que produzem mais material físsil – combustível que pode ser usado para reações nucleares de fissão – do que é consumido.
O reator reprodutor rápido da Índia foi projetado e desenvolvido pelo Centro Indira Gandhi de Pesquisa Atômica (IGCAR), uma importante instituição de pesquisa e desenvolvimento subordinada ao Departamento de Energia Atômica do país. Possui capacidade elétrica (MWe) de 500 megawatts.
Os reatores nucleares usados pela Índia e pela maioria dos outros países são conhecidos como reatores de água pesada pressurizada. Eles usam urânio como combustível e produzem plutônio como resíduo.
Mas os reactores reprodutores rápidos podem então utilizar o plutónio libertado como combustível para alimentar uma reacção nuclear auto-sustentável. Os reatores reprodutores rápidos também usam urânio como combustível, mas exigem menos porque também podem usar plutônio. Então, na verdade, o reator Kalpakkam precisa de menos urânio para gerar eletricidade do que o reator de água pesada.
É por isso que é chamada de segunda fase do programa nuclear da Índia.
Na segunda-feira, o governo indiano disse que o reator foi projetado para permitir que “a Índia extraia maior energia de suas limitadas reservas de urânio, ao mesmo tempo que abre caminho para o uso em larga escala de reatores à base de tório”.
Um relatório de março de 2024 do escritório de Modi disse que o PFBR da Índia “usará inicialmente combustível de óxido misto de urânio-plutônio (MOX). O ‘cobertor’ de urânio-238 que envolve o núcleo do combustível passará por transmutação nuclear para produzir mais combustível, ganhando assim o nome de ‘Criador’.”
Urânio-238 refere-se à forma natural mais abundante de urânio que é apenas fracamente radioativo por si só, mas que pode capturar nêutrons para se transformar em plutônio.
“Por utilizar combustível irradiado desde a primeira fase, o (reator reprodutor rápido) FBR também oferece grandes vantagens em termos de redução significativa dos resíduos nucleares produzidos, evitando assim a necessidade de uma grande instalação de eliminação geológica”, acrescenta o relatório.
Como funciona um reator reprodutor rápido?
Paul Norman, professor de física nuclear e energia nuclear na Universidade de Birmingham, disse à Al Jazeera que – como disse o gabinete do primeiro-ministro indiano no seu relatório – os reactores reprodutores rápidos utilizam tanto plutónio como urânio. O urânio também é convertido em plutônio.
“Uma vantagem deste tipo de sistema é que pode aumentar enormemente as reservas de combustível nuclear, ao utilizar teoricamente ‘todo o urânio’ (através da conversão do plutónio) em vez de uma fracção dele”, disse ele.
“Esta tecnologia também pode ser modificada para um sistema de tório, e há mais tório na Terra do que urânio, proporcionando um grande aumento adicional na quantidade de combustível nuclear”, explicou.
Globalmente, as reservas de tório são quatro vezes maiores que as reservas de urânio.
E na Índia, a equação é ainda mais complicada: o país abriga cerca de 1-2% do urânio mundial, mas possui mais de 25% do tório mundial.
Como as vastas reservas de tório ajudarão a Índia?
A construção do PFBR começou oficialmente em 2004, após vários atrasos. Mas a sua importância foi destacada pelos cientistas nacionais ainda antes.
Um relatório de outubro de 1996 escrito pelos cientistas indianos Shivram Baburao Bhoje e Perumal Chellapandi para a Agência Internacional de Energia Atômica disse que o programa de reatores rápidos era importante na Índia por causa da crescente e contínua demanda por eletricidade do país.
A Índia é o terceiro maior contribuinte de energia do mundo, depois da China e dos Estados Unidos. Com a maior população do mundo e uma economia em rápido crescimento, espera-se que o consumo de energia na Índia continue a crescer.
Tal como demonstrou a guerra contra o Irão e o seu impacto nos preços globais da energia, a forte dependência continuada dos combustíveis fósseis representa riscos para economias como a da Índia.
Actualmente, a energia nuclear representa apenas 3% do cabaz energético do país, mas a Índia pretende aumentá-la dramaticamente, de 8.180 MW em 2024 para 100 GW em 2047.
É aí que se enquadram o programa nuclear de três estágios e o tório.
No segundo estágio, um reator reprodutor rápido utiliza resíduos de urânio e plutônio de reatores de água pesada para gerar eletricidade. Eles também produzem mais plutônio e um isótopo mais leve de urânio chamado urânio-233, que é um material físsil pronto que pode ser usado como combustível em um reator de terceiro estágio.
O reator do terceiro estágio, uma vez projetado, será à base de tório. Eles serão alimentados com tório – que é abundante na Índia – e urânio-233. Os resíduos produzidos pelo reator: também urânio-233, que pode ser reciclado como combustível para o reator.
Assim que a Índia atingir o seu processo de três fases, será realmente capaz de reduzir significativamente a sua necessidade de urânio natural e, em vez disso, utilizar o tório para a maior parte das suas necessidades de energia nuclear.
Por que isso é importante para o resto do mundo?
Outros países – incluindo os EUA, França, Reino Unido, Japão e Rússia – têm trabalhado na tecnologia de reactores reprodutores rápidos.
Mas até agora, apenas a Rússia possui um reator reprodutor rápido comercial.
Norman disse que os desafios com materiais de reatores, reprocessamento e economia geral do processo muitas vezes também impedem o uso em larga escala de tais sistemas.
Se a Índia conseguir transformar o sucesso do seu protótipo de reactor num modelo comercial de geração de energia nuclear, poderá inspirar outros países a seguirem o exemplo.
