Na manhã de 26 de abril de 1986, ocorreu uma explosão nuclear na Usina Nuclear de Chernobyl, na atual Ucrânia, que causou incêndios, emissão gases de tóxicos e um grande vazamento radioativo. Considerado um dos piores desastres nucleares da história, o acidente de Chernobyl continua a atrair interesse científico para monitorar os altos níveis de radiação ainda presente no meio ambiente.
O pesquisador que estuda as áreas contaminadas do acidente é o Dr. Peter Martin, da Universidade de Bristol, no Reino Unido. Ele faz parte de um projeto que utiliza analisadores portáteis por XRF na Zona de Exclusão de Chernobyl para pesquisas de contaminação radioativa e esforços de limpeza.
Recentemente, conversamos com Peter para saber mais sobre a Zona de Exclusão, o projeto de pesquisa e como a análise portátil por XRF os ajuda a alcançar os objetivos deles.
O que é a Zona de Exclusão de Chernobyl?
A Zona de Exclusão de Chernobyl é uma área de cerca de 30 quilometros em torno da Usina Nuclear de Chernobyl que foi mais afetada pela radiação e precipitação nuclear da explosão.
Estabelecida em 1986 logo após o desastre, a Zona de Exclusão ajuda a restringir o acesso a áreas perigosas e reduz a propagação da contaminação radioativa (a presença de materiais radioativos indesejados em um objeto ou pessoa).
Hoje, a Zona de Exclusão está aberta a alguns turistas e é estudada por pesquisadores como o Dr. Peter Martin. Perguntamos a Peter como está a Zona de Exclusão agora.
“A impressão que se tem ao visitar a Zona de Exclusão de Chernobyl é como se tudo tivesse acabado de parar”, descreveu Peter. “A maioria dos itens de metal está enferrujada. A vida selvagem se recuperou. A cor está começando a voltar à natureza. Os veículos estão abandonados na estrada. É bastante sombrio.”
Ele explicou que a área contém muitos resíduos e materiais de construção. Preenchido com pedaços velhos de metal, veículos abandonados e combustível derramado — muitos materiais na Zona de Exclusão permanecem desconhecidos e não estudados. Uma coisa que eles sabem é que a área continua altamente radioativa.
Ele explicou as medidas de proteção que os pesquisadores seguem para limitar sua exposição à radiação.
“Os pesquisadores usam dosímetros para medir a radiação”, disse Peter. “Na verdade, eles usam muitos dispositivos, um para cada organização envolvida para medir a exposição à radiação (a Universidade, a Zona de Exclusão e a usina de Chernobyl). Sua dose é altamente controlada.”
Mapeando a distribuição da radiação em sítios nucleares
Para o projeto, Peter e outros pesquisadores estão analisando tubos de vários diâmetros em locais nucleares para mapear a distribuição da radiação. No entanto, eles não sabem o que está dentro deles, para que foram usados ou os níveis de contaminação radioativa.
Por causa de sua história nuclear, não há planos para desativar os tubos. Eles usam robôs rastejantes para entrar nos canos, como o robot dog apresentado neste vídeo:
Os analisadores portáteis por XRF também desempenham um papel crítico neste projeto, pois os ajudam a classificar e triar os materiais contaminados encontrados no local.
Monitoramento da contaminação radioativa usando XRF portátil em Chernobyl
Os principais objetivos do projeto Chernobyl são medir e reduzir a contaminação radioativa, e o XRF portátil provou ser um dispositivo útil.
“O XRF é muito útil para analisar o material coletado para monitoramento de contaminação”, explicou Peter. “É preciso chegar a níveis extremos de radiação para que equipamento eletrônico fique danificado. Qualquer coisa fora do núcleo do reator não é restringida pela radiação. No centro de Chernobyl, eles estão prestes a iniciar a remoção do sarcófago do núcleo. Ainda é um lugar radioativo.”
Peter e sua equipe têm usado o analisador portátil por XRF Vanta™ para monitorar vários itens, superfícies e solos no local de Chernobyl para determinar a composição elementar e a presença de elementos radioativos.
O analisador portátil por XRF fornece análise imediata em campo, o que significa que menos amostras precisam ser enviadas para o laboratório. A equipe normalmente realiza cerca de 100 análises por dia durante uma visita de 5 dias. Considerando todo o planejamento, logística e a necessidade de devolução de algumas amostras, Peter e sua equipe visitam a Zona de Exclusão duas vezes por ano.
Peter e sua equipe usam um analisador Vanta com modo GeoChem de 3 feixes para medir a porcentagem de um determinado elemento. Alguns itens são medidos em partes por milhão (ppm). O elemento césio é particularmente importante, por isso eles medem em partes por milhar(ppt).
Entre os itens analisados estão:
- Tubos radioativos
- Detritos no solo: qualquer coisa de césio a urânio e plutônio
- Solo: avaliação da contaminação por metais pesados
Pesquisadores testam solo com analisadores por XRF em Chernobyl
Para analisar o solo, os pesquisadores cavam 0,3 m. A maior parte da radiação é retida nas poucas polegadas superiores.
Peter explicou: “O césio adere aos poucos centímetros superiores — as argilas retêm a radiação. É muito pegajosa.”
Combinação de XRF portátil e testes de laboratório para medir a contaminação radioativa
Graças à sua portabilidade, os analisadores portáteis por XRF são ferramentas úteis para medir itens no local, como solo, pedras, aço, materiais de construção, carros e metal que se projetam do solo. Muitos dos itens testados não podem ser devolvidos facilmente, como helicópteros abandonados e tubulações.
Pesquisadores testam diferentes itens para contaminação radiológica em Chernobyl
Após a amostragem de campo, uma amostra menor é levada de volta ao Reino Unido para testes mais extensos. No entanto, é um processo oneroso coletar amostras fora da Zona de Exclusão — leva cerca de 9 meses para obter amostras da Ucrânia.
Eles já tiveram algumas amostras que ficaram retidas no aeroporto. Uma vez que o material radioativo é classificado como mercadoria perigosa, as amostras devem viajar em um avião carga especial.
Além disso, eles precisam receber permissão especial para retirar amostras contaminadas da Zona de Exclusão, uma vez que a remoção desses itens é proibida. Depois que a permissão é concedida, os itens são enviados para Kiev, Ucrânia e, posteriormente, exportados para o Reino Unido.
Preparação de amostra e descarte de itens radioativos em Chernobyl
A equipe de Peter coloca amostras de solo em placas de Petri descartáveis com colheres de chá de amostragem. Em seguida, eles colocam as amostras em uma superfície plana para testá-las com o analisador por XRF. Para testar amostras de metal, eles seguram o analisador por XRF diretamente até o metal para itens como materiais de construção, tubulação e escadas.
Alguns dos itens mais exclusivos testados incluem máscaras de gás e botas de chuva — frequentemente encontradas enterradas no solo. Uma coisa que eles aprenderam é que esses itens retêm o material radioativo. Os elementos aderem a eles, especialmente o césio.
Perguntamos a Peter sobre a coisa mais interessante que eles encontraram durante seu trabalho.
“Na área de Kopachi, o dosímetro indicará áreas de radiação especialmente altas”, disse Peter. “Você pode pegar grãos de areia que são altamente radioativos. Colocamos essa areia preta na fita Kapton. Os grãos vão indicar a dose de radiação de um ano inteiro em 10 minutos.”
Ele explicou: “Os grãos são, na verdade, pequenos pedaços do reator que explodiram no acidente e ainda podem ser encontrados no meio ambiente. Alguns pedaços de grãos de areia são feitos de grafite, carbono e urânio.”
Quando materiais altamente radioativos como este são encontrados, a equipe os imobiliza e descarta em locais de disposição de rejeitos radioativos.
Peter explicou: “Eles são misturados em um tambor gigante de concreto, e são jogados fora”.
Sinceros agradecimentos ao Dr. Peter Martin e sua equipe por compartilhar essas informações com a equipe Olympus.
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