A fissão nuclear mudou a história do homem. Sua descoberta foi responsável pela morte de milhares de seres humanos mas também foi responsável pela luz que existe em diversas casas pela Terra. Como em tudo há o seu lado bom e ruim, a fissão nuclear pode contribuir e muito para salvar o mundo do aquecimento global, mas pode também exterminar a vida humana no planeta. Nesse ponto depende de nós, seres humanos, decidirmos como usaremos essa descoberta que já tem mais de 70 anos: se para salvar vidas ou acabar com elas. As novas usinas nucleares mundo afora são muito promissoras para a fabricação de enegia elétrica, mas também pode fazer muito estrago como bomba.
Existem hoje 441 reatores nucleares em operação em 31 países gerando eletricidade para aproximadamente um bilhão de pessoas e responsáveis por aproximadamente 17% da energia elétrica mundial. Em muitos países industrializados a eletricidade gerada por reatores nucleares representa a metade ou mais de todo o consumo. 32 usinas estão atualmente em construção.
A energia nuclear usada para produção de energia elétrica (geração nucleoelétrica) é uma das mais limpas, não emite nenhum gás causador de efeito estufa ou chuva ácida, nem metais carcinogênicos, como as alternativas que utilizam combustível fóssil. Torna-se, então, mais uma opção, capaz de atender à demanda energética do mundo moderno com eficácia e segurança. Para isto, trabalha a Comissão Nacional de Energia Nuclear.
Quantas usinas nucleoelétricas existem em operação no mundo?
Estão em operação 437 centrais nucleares. A França, por exemplo, produz 75% da sua eletricidade a partir da energia nuclear. O Japão, em torno de 30%. As cidades de Hiroshima e Nagasaki são supridas por energia nuclear. Em 1973, a energia nuclear representava 3,2% do total de energia produzida; em 1993, aumentou sua participação mundial para 17,8 %.
O Espírito Santo é um dos Estados que poderão receber uma das duas centrais de usinas nucleares que o governo federal pretende instalar no país até 2030. Neste ano, os técnicos da Eletronuclear iniciam os estudos nos Estados do Sudeste onde uma segunda central poderá ser instalada. Requisitos estudados para a instalação das usinas:
• Áreas: Inicialmente, as áreas mais indicadas para instalação de usinas nucleares no Espírito Santo, caso o Estado seja escolhido, são municípios localizados no Litoral Sul. Isso porque têm formação geológica mais indicada, ou seja, com formação rochosas que chegam até o mar. Esta é a situação, por exemplo, do município de Piúma e outras cidades, também na região Sul.
• Custos: Além disso, pode-se optar também pela instalação de usina próxima aos rios. Tudo depende do projeto da unidade, que pode ser de resfriamento com utilização da água do mar, que tem custo menor de instalação, mas é mais cara a manutenção devido à maresia que corrói os equipamentos. O resfriamento com sistema de vapor da água doce exige a construção de torres de resfriamento, e tem custo mais elevado de construção, mas não de manutenção.
• Necessidade: A justificativa do governo federal - Eletronuclear e Ministério de Minas e Energia - para a construção de novas usinas nucleares até 2030 é que o potencial hídrico nacional estaria praticamente esgotado, havendo uma capacidade de hidrelétrica instalada de 190.000 MW.
• Custos: Além disso, a capacidade instalada de geração elétrica seria da ordem de 1 kW por habitante. Para um fator de utilização médio de 50%, esta capacidade equivaleria a um consumo de eletricidade de 4.380 kW/hora por habitante, similar ao atual consumo de Portugal. A participação nuclear nessa capacidade instalada de geração seria de 24%, o que equivaleria a um parque de usinas nucleares similar ao existente hoje na França, conforme dados da Eletronuclear.
• Limpa: A energia nuclear hoje é vista como uma das opções para geração de energia elétrica limpa e renovável.
As usinas nucleares são construídas perto do mar, pois caso ocorra algum acidente, por exemplo, o vazamento de algum tanque, a água do mar,que é salgada funciona como um isolante, diferentemente da água dos rios, que é doce e funciona como condutor. Também é necessário água para o resfriamento das caldeiras. Nesse caso pode ser tanto água doce quanto salgada.
Chamamos de lixo nuclear aos rejeitos radioativos provenientes de hospitais, usinas nucleares, centros de pesquisas, entre outros. O material descartado é resultado da atividade com elementos radioativos tais como Urânio, por exemplo, que oferecem riscos à saúde do homem e também à natureza. Sendo assim, é imprescindível que este tipo de material não seja reutilizado, e tenha um descarte correto. Veja como isso pode ser feito:
O lixo nuclear precisa passar por um tratamento adequado, em seguida ser embalado e, por fim, ficar armazenado em locais específicos por um período, até que sua radiação tenha fim e não ofereça mais riscos. Este período não é fixo, podendo variar de um lixo para outro.
Os rejeitos de usinas nucleares são colocados em recipientes especiais e descartados em locais com revestimento de concreto, devendo permanecer confinados por um período longo que varia de 50 a 300 anos. No Brasil, este tipo de descarte é realizado nas mineradoras e em institutos energéticos.
O descarte feito em cavernas é necessário para o lixo com alta atividade nuclear, como combustíveis de reatores, os quais precisam ficar completamente isolados. Estas cavernas são construídas especialmente para este fim e possuem 800 metros de profundidade.
Na cidade de Goiânia, onde aconteceu um acidente nuclear com Césio 137 no ano de 1987, foi preciso criar o repositório, que é um local onde os rejeitos nucleares da catástrofe foram armazenados. Este local é afastado da cidade e o lixo radioativo foi soterrado a uma grande profundidade. Entre os materiais confinados estão objetos pessoais das vítimas do Césio, isolados por placas de chumbo (isolante).
A energia nuclear, também chamada atômica, é obtida a partir da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia.
Os primeiros resultados da divisão do átomo de metais pesados, como o urânio e o plutônio, foram obtidos em 1938. A princípio, a energia liberada pela fissão nuclear foi utilizada para objetivos militares. Posteriormente, as pesquisas avançaram e foram desenvolvidas com o intuito de produzir energia elétrica. No entanto, armas nucleares continuam sendo produzidas através do enriquecimento de urânio.
Atualmente os Estados Unidos lideram a produção de energia nuclear, porém os países mais dependentes da energia nuclear são França, Suécia, Finlândia e Bélgica. Na França, cerca de 80% de sua eletricidade é oriunda de centrais atômicas.
No fim da década de 1960, o governo brasileiro começou a desenvolver o Programa Nuclear Brasileiro, destinado a implantar no país a produção de energia atômica. O país possui a central nuclear Almirante Álvaro Alberto, constituída por três unidades (Angra 1, Angra 2, e Angra 3), está instalada no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro. Atualmente, apenas Angra 2 está em funcionamento.
Essa fonte energética é responsável por muita polêmica e desconfiança, a falta de segurança, a destinação do lixo atômico, além da possibilidade de acontecerem acidentes nas usinas, gera a reprovação da utilização da energia nuclear por grande parte da população. Alguns acidentes em usinas nucleares já aconteceram, entre eles estão:
Three Miles Island – em 1979, na usina localizada na Pensilvânia (EUA), ocorreu a fusão do núcleo do reator e a liberação de elevados índices de radioatividade que atingiram regiões vizinhas.
Chernobyl – em 1986 ocorreram o incêndio e o vazamento de radiação na usina ucraniana, na extinta União Soviética, com milhares de feridos e mortos, podendo a contaminação radioativa ter causado 1 milhão de casos de câncer nos 20 anos seguintes.
A energia nuclear apresenta vários aspectos positivos, sendo de fundamental importância em países que não possuem recursos naturais para a obtenção de energia. Estudos mais aprofundados devem ser realizados sobre essa fonte energética, ainda existem vários pontos a serem aperfeiçoados, de forma que possam garantir segurança para a população.
Aspectos positivos da energia nuclear:
- As reservas de energia nuclear são muito maiores que as reservas de combustíveis fósseis; - Comparada às usinas de combustíveis fósseis, a usina nuclear requer menores áreas; -As usinas nucleares possibilitam maior independência energética para os países importadores de petróleo e gás;
- Não contribui para o efeito estufa.
Aspectos negativos:
- Os custos de construção e operação das usinas são muito altos;
- Possibilidade de construção de armas nucleares;
- Destinação do lixo atômico;
- Acidentes que resultam em liberação de material radioativo;
- O plutônio 239 leva 24.000 anos para ter sua radioatividade reduzida à metade, e cerca de 50.000 anos para tornar-se inócuo.
Os Estados Unidos detonaram a bomba em Hiroshima e logo depois em Nagasaki, localizadas no Japão durante a 2ª Grande Guerra Mundial. Ela ocasionou a morte de aproximadamente 70 000 pessoas e devastou completamente 9 quilômetros quadrados de território.
Na bomba de Hiroshima foi usado o 235U e na de Nagasaki o 239Pu. Porém, em qualquer dos casos há formação de novos elementos, os quais também podem ser radioativos. A bomba tinha potência equivalente a 20 000 toneladas do explosivo químico TNT (trinitrotolueno) - 20 quilotons. Devido aos efeitos nocivos das radiações, os habitantes de Hiroshima e Nagasaki foram vítimas de vários problemas de saúde. Houve inúmeros casos de crianças que nasceram defeituosas em consequência de alterações genéticas e muitos casos de leucemia, só para citar alguns exemplos.
Uma Usina Nuclear é uma instalação industrial empregada para produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioativos que através de uma reação nuclear produzem calor. Este calor é empregado por um ciclo termodinâmico convencional para mover um alternador e produzir energia elétrica.
As centrais nucleares apresentam um ou mais reatores, que são compartimentos impermeáveis à radiação, em cujo interior estão colocados barras ou outras configurações geométricas de minerais com algum elemento radioativo (em geral o urânio).
São chamadas de usinas nucleares por que utilizam a fissão nuclear, isto é, os átomos são quebrados numa máquina chamada reator, emitindo uma grande quantidade de calor. Esse calor é usado para aquecer a água.
Além do calor, produzem um produto chamado Rejeito Nuclear, material que contém altíssimas quantidade de radioatividade, extremamente nociva para todas as formas de vida, cancerígena, causa leucemia e outras formas de câncer e demoram cerca de 100.000 anos para diminuirem sua carga tóxica.
A Energia Elétrica é produzida por um Gerador.
O Gerador possui um eixo que é movido por uma Turbina.
A Turbina é movida por um Jato de Vapor sob forte pressão. Depois do uso, o vapor é jogado fora na atmosfera.
O Vapor é produzido por uma Caldeira.
A Caldeira é aquecida com a fissão nuclear. O resíduo da reação vai poluir o meio ambiente durante 150.000 anos.
Os reatores de fissão produzem energia nuclear em usinas geradoras. No centro do reator, há barras cilíndricas de urânio-235, cujos átomos se desintegram em reações nucleares em cadeia.
Asreações são intensificadas e diminuídas, ou interrompidas, por um moderador (usualmentebarras de boro ou cádmio). As energias dessas reações aquecem água ou dióxido de carbono, produzindo vapor. O reator de fissão é alojado no interior de uma cúpula de paredes de concreto. Por segurança, nocentro ou núcleo do reator as barras de urânio combustível ficam sob 10,5 m de água.
No ano de1934cientistasrealizavamestudos envolvendo a reatividade doelemento Urânio, eles bombardeavam o núcleo deste átomo com nêutrons.Mais tarde, dois químicos nomearam essas reações com Urânio que ficaram conhecidas como Fissão Nuclear. Fritz Strassman (1902-1980) eOtto Hahn (1879-1968) chegaram à conclusão que realmente se tratava da quebra do núcleo através da detecção de bário em meio às reações de fissão, ou seja, o núcleo de Urânio estava sendo dividido.
Em 1945, os Estados Unidos usaram desta descoberta para um fimtrágico: a bomba atômica. Estudos da época revelaram as massasnecessárias de Urânio e de plutônio para produzir a reação em cadeiaresponsável pela explosão de bombas contendo esses átomos.
O Urânio-235 é uma forma de urânio utilizada em reações nucleares em cadeia, por que seus átomos instáveis se desintegram facilmente. Se o fragmento de urânio ultrapassar certo tamanho (conhecido como massa crítica), seus átomos se desintegram automaticamente.
A massa crítica de urânio-235 é mais ou menos o tamanho de uma bola de tênis. Se for maior, os átomos automaticamente se desintegram e cada um, por sua vez, libera dois ou três nêutrons. Cada nêutron desintegra o núcleo de dois ou três átomos. Acada vez que um átomo se desintegra, enorme quantidade de energia é liberada. Umareação em cadeia, não controlada, prosseguiria indefinidamente.
A fissão nuclear é uma reação usada para a utilização da energia nuclear. A energia nuclear é quem mantém unidas as partículas constituintes do núcleo atômico, assim,ela pode ser liberada quebrando-se o núcleo de um átomoinstável em dois menores e mais leves, após a colisão da partícula nêutron no mesmo. Esse processo é contínuo, ou seja, a energia liberada juntamente com os nêutrons que se chocam com novos núcleos e formam novas divisões e mais nêutrons. A este processo dá-se o nome de reação em cadeia.
