Puede ser una solución de eliminación maravillosa, pero es muy poco probable que se haga. También puede ser costoso o peligroso según los escenarios que se analizan a continuación.
Primero la parte de la ciencia nuclear. Existe un proceso llamado Transmutación nuclear en el que un isótopo de un elemento se convierte en otro isótopo u otro elemento mediante la absorción de radiación (neutrones rápidos, neutrones lentos, alfa, beta, gamma, positrón, etc.). Las estrellas, de las cuales nuestro Sol es uno, son los mejores reactores de transmutación. Todo lo que cae dentro de un par de décadas se convierte en parte de una cadena de mutación estándar y se convierte durante millones de años en átomos estables de hierro, plomo o bismuto. Aquí están los hechos relevantes que debe tener en cuenta.
-Cantidad: dices grandes cantidades. Grande es subjetivo. Lo que es grande en la Tierra y en nuestro patio trasero es minúsculo en escala cósmica. La masa total de desechos nucleares generados en los últimos 40 años de la industria nuclear es de aproximadamente 77000 toneladas métricas. Suponga que agrega todos los desechos militares y comerciales y los empaqueta en barriles protectores, aunque la masa total será inferior a 150,000 toneladas métricas (1.5E8 Kg). En comparación con la masa del Sol a 2E30 Kg, no es nada.
-Contenido de uranio: la mayoría de los desechos son uranio no utilizado, ya que la mayor parte del uranio utilizado en reactores y para la producción militar se recicla una sola vez a través de reactores, dejando más del 95% sin usar. El uranio si se inyecta en el Sol es muy peligroso. Se hundirá en el Sol y se asentará en el núcleo. En el núcleo del Sol con el flujo de neutrones rápido prevalente, tendrá una fisión completa (100%) y se suma a la densa generación de energía supercrítica. Tenga en cuenta que la densidad de potencia real del Sol es muy baja (aproximadamente 1 vatio por metro cúbico). La densidad de potencia de un metro cúbico de uranio que se convierte en plutonio y se fisiona en un flujo de neutrones continuo rápido puede ser un billón de veces mayor. Entonces, grandes bolas de uranio que llegan al núcleo del Sol es un no no. Dicho esto, es poco probable que tales piezas intactas lleguen allí para tener la oportunidad de causar trastornos locales en el Sol. La masa y el volumen también son minúsculos en comparación con la masa y el volumen del sol, por lo que, a menos que esté teletransportando trozos de desechos al Sol, llegará a piezas atomizadas de baja densidad en la región central.
-Gastos: la dificultad de enviar desechos nucleares al Sol es sacarlos de la Tierra. La velocidad de escape de la Tierra es de 40000 km / h. La velocidad orbital de la Tierra es de 30 km / s. Teóricamente, cada kilogramo de desechos necesitará alcanzar una velocidad neta de 41 Km / s para escapar de la Tierra, cancelar el impulso orbital y luego caer libremente al Sol. Con la tecnología actual de cohetes químicos, cuesta alrededor de $ 11,700 por kilogramo para esa velocidad. Entonces, para que el inventario actual de desechos se expulse al Sol, el costo total será de aproximadamente 1,4 billones de dólares (suponiendo que los desechos + el peso del bote = 1.2E8 Kg). Eso es demasiado costoso incluso con las tasas actuales de impresión de dinero por parte de la Reserva Federal.
-¿Por qué el sol? ¿Qué tal la luna? La realidad es que para que tenga lugar la reacción de transmutación, realmente no es necesario depositar los desechos directamente en el sol. Mientras consigas los desechos de la magnetosfera de la Tierra que nos protege del viento solar, sería suficiente. El viento solar y el flujo de neutrones del Sol actúan de manera muy efectiva hasta el cinturón de asteroides. De hecho, esa es una de las razones por las que no podemos enviar astronautas a Marte, recibirán demasiada radiación en la ruta a menos que usemos toneladas de blindaje. Así que asegúrese de que el desecho no esté protegido, y déjelo caer en la Luna o estaciónelo en alguna órbita alta de la Tierra o la órbita de la Luna durante varias décadas. La mayor parte de los desechos de alto nivel y la actividad transuránica deben neutralizarse. Es cierto que tomará décadas en lugar de ser instantáneo cuando lo arrojes al Sol, pero bueno, ¿cuál es la prisa? Además, el frío del espacio eliminará muy bien la descomposición y el calor de fisión, por lo que no se requiere enfriamiento. Incluso puede usar ese calor para generar energía en el espacio para otras aplicaciones (propulsión, operaciones de estaciones, fabricación de combustible y agua). Finalmente, cuando se neutralizan los desechos, imagine lo que puede hacer con 70000 toneladas de hierro o plomo en el espacio, perfecto para hacer estaciones espaciales, escudos, etc. Todo lo que el hombre ha enviado al espacio que aún no ha bajado es menos de 10,000 toneladas. Una deficiencia importante en cualquier proyecto de construcción en la Luna en comparación con la Tierra es la falta de metales en su superficie. Entonces esto tendrá mucho valor en la Luna. Finalmente, enviar cosas a la Luna es 1/3 menos costoso que enviarlas al Sol. Así que aprobemos ese proyecto de 500 mil millones de dólares. El costo será menor que el presupuesto militar de los EE. UU. Durante un año y ciertamente menor que el costo proyectado de los depósitos de desechos propuestos en todo el mundo, como el Proyecto Yucca Mountain.
Editar: Gracias por las notas y correcciones de Alex Cucos, Julien Eliès y David Price. En general, se necesita un salto más allá de la tecnología de lanzamiento actual para que los números se hagan realidad. Nota:
- Las altas tasas de falla de los cohetes de hoy no son aceptables. No puede permitirse la propagación de la radiactividad en grandes áreas. La tasa de falla del 2% de los cohetes de hoy es equivalente a 14 accidentes de liberación de núcleo completo de Fukushima o Chernobyl.
- La mayoría de los lanzamientos desde la Tierra hasta la fecha han estado en órbita. Los escapes y los viajes espaciales generalmente se logran mediante maniobras de tirachinas que no son prácticas para la eliminación de desechos radiactivos. Una suposición de ahorro de costos (mejoras de tipo Space-X) está integrada en las cifras en dólares.
- La tecnología actual del bote (barril) necesita mejorar. Los barriles actuales han sobrevivido a los choques de trenes, pero necesitamos barriles que puedan sobrevivir a desastres de tipo Challenger sin fallas y al mismo tiempo no pesen más de 60 Kg por 100 Kg de desechos. Para la eliminación de la Luna, necesitamos un desenvolvimiento asistido por robot o automático para exponer los desechos al viento solar.
- La eliminación de residuos en el sol utiliza algo de energía, aunque no muy grande. La producción de energía por Kg de uranio en los reactores actuales es de aproximadamente 3.15E11 J / Kg en comparación con 8.4E8 J / Kg para acelerarlo a una velocidad de 41 Km / s.