Há uma usina nuclear no condado autônomo de Changjiang Li, em Hainan. Além de fornecer eletricidade continuamente, esta usina nuclear também possui um subproduto - as pérolas. Por que as usinas nucleares produzem pérolas? As pérolas produzidas pelas usinas nucleares conterão radiação? Hoje vamos falar sobre pérolas produzidas em usinas nucleares.
Produto acabado de pérola de ostra borboleta branca de energia nuclear, foto: Liu Xuan
Pinctada maxima - Produtora de pérolas "Australian White"
Para ser mais preciso, é claro que não é a central nuclear que produz pérolas, mas sim a ostra perlífera - Pinctada maxima, também conhecida como ostra-borboleta branca - que é cultivada no mar em redor da central nuclear.
Pinctada máxima, fonte da imagem: Wikipedia
Talvez você não tenha ouvido falar do nome desta ostra, mas as pérolas que ela produz são um dos tesouros do mundo das pérolas - Australian White. A razão pela qual é chamado de "Branco Australiano" é porque a principal área produtora deste tipo de pérolas era a Austrália.
É claro que essas pérolas também podem ser produzidas nas Filipinas, na Indonésia e em outros lugares, por isso também são chamadas de "pérolas do Mar do Sul". Pinctada maxima também está distribuída em nosso país e está concentrada principalmente em águas relativamente quentes, como a Península de Leizhou, Hainan, Taiwan e outros locais no extremo sul de Guangdong.
"South Sea Pearl" produzida na Indonésia, fonte da imagem: Wikipedia
A partir da década de 1960, eles foram fortemente pescados pela ostra Pinctada maxima. Atualmente, eles se tornaram animais protegidos nacionais de segundo nível.
Estes moluscos têm exigências muito elevadas em termos de qualidade da água e do ambiente. É muito difícil cultivá-las em grande escala e fazê-las produzir pérolas de alta qualidade. É por isso que as “pérolas brancas australianas” são tão preciosas.
Mas todos sabemos a verdade: porque é que a Pinctada maxima pode ser cultivada em torno de centrais nucleares? Esta é na verdade a “conquista mútua” da energia nuclear e da Pinctada maxima. Para entender isso, devemos primeiro começar com a água de resfriamento e a água quente de drenagem das usinas nucleares.
Água de resfriamento e drenagem quente
O atual princípio de geração de energia das usinas nucleares é usar o calor gerado pelo núcleo do reator nuclear para ferver água. O vapor d'água gerado pela água fervente empurrará as pás da turbina para converter energia cinética em energia elétrica.
Depois que o vapor d'água completa sua tarefa de acionar a turbina, ele não é descarregado diretamente. Em vez disso, ele precisa ser resfriado novamente em água líquida e então o ciclo é repetido. O processo de resfriamento do vapor de água de volta à água líquida requer uma grande quantidade de água de resfriamento.
Para as centrais nucleares costeiras, a água de arrefecimento é obviamente bombeada do mar circundante. Depois que a água de resfriamento completa a tarefa de resfriamento e resfriamento, ela também precisa ser descarregada de volta ao mar. A temperatura da água descarregada de volta ao mar é muitas vezes superior à da água do mar circundante, por isso também é chamada de "drenagem quente".
Estas descargas de água quente que entram no ambiente podem ter um certo impacto no ecossistema das zonas marítimas circundantes, pelo que são necessárias avaliações especiais antes da construção de centrais nucleares.
Quando a Central Nuclear de Changjiang foi estabelecida, certamente passou por tal avaliação para garantir que a descarga de água quente não causaria danos à ecologia circundante. No entanto, a Central Nuclear de Changjiang deu um passo adiante. Também reaproveitaram o calor da água quente, o que é um verdadeiro “aproveitamento do calor residual”.
Diagrama esquemático de pérolas produzidas por organismos mariscos. Fonte: Museu de História Natural de Xangai
Usinas nucleares e Pearl Oyster "alcançam-se mutuamente"
Como mencionámos anteriormente, mariscos como a Pinctada maxima preferem águas quentes, e a água quente de drenagem da central nuclear consegue apenas manter a temperatura da água numa pequena área à volta da central nuclear num nível quente.
Isto proporciona condições para o cultivo em larga escala de Pinctada maxima.
Ao mesmo tempo, ao seleccionar locais para centrais nucleares, também escolherão áreas escassamente povoadas com condições hidrológicas relativamente estáveis. A qualidade da água do mar aqui é geralmente muito boa, o que é outra condição necessária para o crescimento da Pinctada maxima.
Além disso, há outro fator importante que torna as usinas nucleares e os Pearl Oyster "mutuamente bem-sucedidos".
Dado que o aumento da temperatura da água causado pela drenagem quente pode causar a multiplicação do fitoplâncton na área marítima em torno da central nuclear, se o fitoplâncton se reproduzir demasiado vigorosamente, poderá causar desastres marinhos, como marés vermelhas (que podem ser simplesmente entendidas como inundações de algas).
Algumas proliferações de algas podem bloquear as entradas de água de arrefecimento das centrais nucleares, pondo assim em perigo a segurança das centrais nucleares. Os engenheiros das centrais nucleares queriam originalmente encontrar formas de reduzir a ocorrência de tais desastres.
Para mariscos filtradores como a Pinctada maxima, uma das suas importantes fontes alimentares é o fitoplâncton. Portanto, o cultivo de Pinctada maxima em torno de usinas nucleares pode aliviar, até certo ponto, o problema do crescimento maciço do fitoplâncton.
Se a ostra madrepérola encher o estômago, ela poderá crescer de forma saudável e produzir pérolas. Os humanos eliminaram a potencial crise da maré vermelha nas áreas marítimas ao redor das usinas nucleares, por isso diz-se que a Pinctada máxima e as usinas nucleares são "conquistas mútuas".
As pérolas produzidas pela Pinctada maxima são radioativas?
A próxima questão é: as pérolas cultivadas no mar em torno das centrais nucleares serão contaminadas pela radiação? Na verdade, a água quente das usinas nucleares não causa poluição radioativa.
Por um lado, a água quente de uma usina nuclear não entra em contato direto com o núcleo do reator e nem sequer conta como contato secundário.
O tipo de reator da Usina Nuclear de Changjiang é um reator de água pressurizada. Não há contato direto entre seu núcleo e a água aquecida, e a água de resfriamento é utilizada para resfriar o vapor d'água aquecido.
Durante o resfriamento, a água de resfriamento e o vapor d'água não estão em contato direto, portanto ficam muito distantes da "fonte de radiação". Esse tipo de água é completamente diferente das águas residuais nucleares que causaram polêmica antes.
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A água de resfriamento fica apenas na área marcada pela caixa vermelha e não entra em contato direto com o núcleo. Fonte da imagem: Wikipédia
Por outro lado, para garantir que nada corre mal, a água de refrigeração também deve passar por testes de radioactividade antes de ser lançada no mar, e só pode ser descarregada se cumprir as normas. Portanto, não precisamos nos preocupar com a radioatividade das pérolas produzidas pela Pinctada maxima.
Além disso, a própria ostra Pearl é uma concha muito “delicada”. O facto de conchas tão delicadas poderem crescer aqui e produzir pérolas de alta qualidade é a melhor prova da qualidade desta zona de água.
Pode-se dizer que a Central Nuclear de Changjiang e o cultivo de ostras perlíferas gigantes são modelos de cooperação industrial. A água quente, que antes causava dor de cabeça nas usinas nucleares, agora pode usar o “calor residual” para permitir que ostras perlíferas gigantes cresçam melhor.
Em troca, a ostra pérola gigante come uma grande quantidade de fitoplâncton reproduzido, eliminando potenciais perigos da maré vermelha e, ao mesmo tempo, produz pérolas preciosas. Pode-se dizer que é “matar três coelhos com uma cajadada só”.
Referências
[1] Relatório de impacto ambiental das unidades 3 e 4 da usina nuclear de Hainan Changjiang (fase de operação) https://www.mee.gov.cn/ywdt/gsgg/gongshi/wqgs_1/202411/W020241125352282968236.pdf
[2] Guangzhou Ocean University, "Pincada máxima" https://bwg.gdou.edu.cn/info/1021/1024.htm
[3] Southern Weekend, "Sul do Mar, Maré Nuclear: Como é uma usina nuclear que pode produzir pérolas?" 》https://www.infzm.com/contents/280201?source=131
Planejamento e produção
Este artigo é um trabalho apoiado pelo Programa de Cultivo de Popularização da Ciência China·Criação
Produzido pelo Departamento de Popularização Científica da Associação Chinesa de Ciência e Tecnologia
Produtor丨China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Galaxy Culture Media Co., Ltd.
Autor丨Recortes científicos, criador de ciência popular
Auditoria丨Dai Li, China Nuclear Industry Corporation, engenheiro sênior de segurança de fontes frias
Planejamento丨Zhang Linlin
Editor丨Zhang Yinuo