ACIDENTE DE CHERNOBYL

• O Reator Nuclear de Chernobyl

O Reator de Chernobyl é de um tipo diferente dos de Angra. A maior diferença é devida ao fato de que esse Reator tem grafite no núcleo e não possui Contenção de aço.
O combustível é o urânio-235 e o controle da reação de fissão nuclear em cadeia é feita da mesma forma: por meio de barras de controle, absorvedoras de nêutrons.
As varetas de combustível são colocadas dentro de blocos de grafite , por onde passam os tubos da água de refrigeração, que vai produzir o vapor para acionar a turbina.
A água passa entre as varetas de combustível, onde é gerado o vapor, não havendo necessidade de um gerador de vapor com essa finalidade, como em Angra 1.
As dimensões do Vaso do Reator são muito maiores, por causa da montagem dos blocos de grafite. Por isso, o Edifício do Reator também tem proporções grandes. Ele funciona como contenção única, mas não é lacrado. A parte superior do compartimento do Vaso do Reator é uma tampa de concreto.
Esse Reator permite que o Sistema de Segurança ( desligamento automático) possa ser bloqueado e o Reator passe a ser operado manualmente, não desligando automaticamente, em caso de perigo ou de falha humana.
Até aqui, já deu para se notar a diferença, em termos de Segurança Ativa e Barreiras Passivas, entre o Reator do tipo Chernobyl e o Reator do tipo Angra.

• O Acidente de Chernobyl
  

O Reator estava parando para manutenção periódica anual.
Estavam sendo feitos testes na parte elétrica com o Reator quase parando, isto é, funcionando à baixa potência. Para que isso fosse possível, era preciso desligar o Sistema Automático de Segurança, caso contrário, o Reator poderia parar automaticamente durante os testes, o que eles não desejavam.
Os reatores deste tipo não podem permanecer muito tempo com potência baixa, porque isso representa riscos muito altos. Ainda assim, a operação continuou desta forma.
Os operadores da Sala de Controle do Reator, que não são treinados segundo as normas internacionais de segurança, não obedeceram aos cuidados mínimos, e assim, acabaram perdendo o controle da operação.
A temperatura aumentou rapidamente e a água que circulava nos tubos foi total e rapidamente transformada em vapor, de forma explosiva. Houve, portanto, uma explosão de vapor, que arrebentou os tubos, os elementos combustíveis e os blocos de grafite.
A explosão foi tão violenta que deslocou a tampa de concreto e destruiu o teto do prédio, que não foi previsto para agüentar tal impacto, deixando o Reator aberto para o meio ambiente.
Como o grafite aquecido entra em combustão espontânea, seguiu-se um grande incêndio, arremessando para fora grande parte do material radioativo que estava nos elementos combustíveis, danificados na explosão de vapor.
Em resumo, é impossível ocorrer um acidente dessa natureza em Reatores do tipo PWR (Angra), porque:
· O Sistema Automático de Segurança não pode ser bloqueado para permitir a realização de testes.
· Os Reatores PWR usam água que, diferentemente do grafite, não entra em combustão quando aquecida.
· Os Reatores PWR possuem uma Contenção de Aço e uma Contenção de Concreto em volta da Contenção de Aço.
· O Vaso de Pressão do Reator PWR é muito mais resistente.
· O Edifício do Reator (ou Contenção de Concreto) é uma estrutura de
segurança, construída para suportar impactos, e não simplesmente um
prédio industrial convencional, como o de Chernobyl.

ACIDENTES NUCLEARES

• Acidente Nuclear

Um acidente é considerado nuclear, quando envolve uma reação nuclear ou equipamento onde se processe uma reação nuclear.

• Vazamentos em Reatores Nucleares

É claro que existem vazamentos em Reatores Nucleares, como existem em outras usinas térmicas. O que não existe é vazamento de Reatores Nucleares, como muitas vezes se faz crer pela mídia.
As águas de refrigeração do Circuitos Primário e Secundário circulam por meio de bombas rotativas (para " puxar" a água) em sistemas fechados.
Em qualquer instalação industrial e também nos Reatores Nucleares, bombas de refrigeração são colocadas em diques, como um "box" de banheiro, dotados de ralos, para recolher a água que possa vazar pelas "juntas". No caso de vazamento em Reatores, a água recolhida vai para um tanque, onde é analisada e tratada, podendo até voltar para o circuito correspondente.
Aí está a diferença: podem existir vazamentos, inclusive para dentro da Contenção,ou seja, no Reator e não para o meio ambiente, isto é, do Reator. Por esse motivo, os "vazamentos" ocorridos em 1986 (de água) e em 1995 (falhas em varetas), ambos dentro da instalação, não causaram maior preocupação por parte dos operadores de Angra 1. No segundo caso, a Usina operou ainda por cerca de três meses, sob controle, até a parada prevista para manutenção. Não houve parada de emergência.
Em resumo e comparando com um fato do dia a dia: é como se uma torneira de uma pia em um apartamento estivesse com defeito, pingando ou deixando escorrer água (vazando).
Existiria um vazamento no apartamento ou até no edifício mas não se deveria dizer que teria havido um vazamento do edifício.

SEGURANÇA DOS REATORES NUCLEARES

• A Segurança dos Reatores Nucleares

Apesar de um Reator Nuclear não poder explodir como uma bomba atômica, isso não quer dizer que nao seja possível ocorrer um acidente em uma Central Nuclear.

Por esse motivo, a construção de uma Usina Nuclear envolve vários aspectos de segurança, desde a fase de projeto até a construção civil, montagem dos equipamentos e operação.

• Acidente Nuclear - Definição

Um acidente é considerado nuclear, quando envolve uma reação nuclear ou equipamento onde se processa uma reação nuclear.

• Filosofia de Segurança

O perigo potencial na operação dos Reatores Nucleares é representado pela alta radioatividade dos produtos da fissão do urânio e sua liberação para o meio ambiente.

A filosofia de segurança do Reatores Nucleares é dirigida no sentido de que as Usinas Nucleares sejam projetadas, construídas e operadas com os mais elevados padrões de qualidade e que tenham condições de alta confiabilidade.

• Sistemas Ativos de Segurança

As barreiras físicas constituem um Sistema Passivo de Segurança, isto é, atuam, idependentemente de qualquer ação.

Para a operação do Reator, Sistemas de Segurança são projetados para atuar, inclusive de forma reduntante: na falha de alguns deles, outro sistema, no mínimo, atuará, comandando, se for o caso, a parada do Reator.

CIRCUITO PRIMÁRIO

• Circuito Primário
  

O Vaso de Pressão contém a água de refrigeração do núcleo do reator (os elementos combustíveis). Essa água fica circulando quente pelo Gerador de Vapor, em circuito, isto é, não sai desse sistema, chamado de Circuito Primário.
Angra1 tem dois Geradores de Vapor. A água que circula no Circuito Primário é usada para aquecer uma outra corrente de água, que passa pelo Gerador de Vapor.

• Independência entre Sistemas de refrigeração

A corrente de água que passa pelo Gerador de Vapor passa, em forma de vapor, pela turbina, acionando-a. A seguir é condensada e bombeada de volta para o Gerador de Vapor,constituindo um outro Sistema de Refrigeração, independente do primeiro. O sistema de geração de vapor é chamado de Circuito Secundário.A independência entre o Circuito Primário e o Circuito Secundário tem o objetivo de evitar que, danificando-se uma ou mais varetas, o material radioativo (urânio e produtos de fissão) passe para o Circuito Secundário. É interessante mencionar que a própria água do Circuito Primário é radioativa.

• A Contenção

O Vaso de Pressão do Reator e o Gerador de Vapor são instalados em uma grande "carcaça" de aço, com 3,8 cm de espessura em Angra 1. Esse envoltório, construído para manter contidos os gases ou vapores possíveis de serem liberados durante a operação do Reator, é denominado Contenção.
No caso de Angra 1, a Contenção tem a forma de um tubo (cilindro). Em Angra 2 é esférica.A Contenção é a terceira barreira que serve para impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente.Um último envoltório, de concreto, revestindo a Contenção, é o próprio Edifício do Reator. Tem cerca de 1 m de espessura em Angra 1.

VARETAS DE COMBUSTÍVEL

• Varetas de Combustível

As varetas, contendo o urânio, conhecidas como Varetas de Combustível, são montadas em feixes, numa estrutura denominada ELEMENTO COMBUSTÍVEL.
As varetas são fechadas, com o objetivo de não deixar escapar o material nelas contido (o urânio e os elementos resultantes da fissão) e podem suportar altas temperaturas. Os elementos resultantes da fissão nuclear (produtos de fissão ou fragmentos da fissão) são radioativos e, por isso, devem ficar retidos no interior do Reator.
A Vareta de Combustível é a primeira barreira que servepara impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente.

• 
  
  Barras de Controle

Alguns elementos químicos, como o boro, na forma de ácido bórico ou de metal, e o cádmio, em barras metálicas, têm a propriedade de absorver nêutrons, porque seus núcleos podem conter ainda um número de nêutrons superior ao existente em seu estado natural, resultando na formação de isótopos de boro e de cádmio. Na estrutura do Elemento Combustível existem tubos guias, por onde podem passar as Barras de Controle, geralmente feitas de cádmio, com o objetivo de controlar a reação de fissão nuclear em cadeia. Quando as barras de controle estão totalmente para fora, o Reator está trabalhando no máximo de sua capacidade de gerar energia térmica. Quando elas estão totalmente dentro da estrutura do Elemento Combustível, o Reator está "parado" (não há reação de fissão em cadeia).

• 
  
  Vaso de Pressão

Os Elementos Combustíveis são colocados dentro de um grande vaso de aço, com "paredes", no caso de Angra 1, de cerca de 33 cm. Esse enorme recipiente, denominado Vaso de Pressão do Reator, é montado sobre uma estrutura de concreto, com cerca de 5 m de espessura na base.
O Vaso de Pressão do Reator é a segunda barreira física que serve para impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente.

SITUAÇÃO ATUAL DA ENERGIA NUCLEAR EM ALGUNS PAISES/ REGIÕES

1 – Américas

Estados Unidos
Os Estados Unidos são o proprietário do maior parque nuclear do mundo, com 104 usinas em operação (69 PWRs e 35 BWRs), que correspondem a uma capacidade instalada de 106.476 MW e produziram, em 2008, 842.360 GWh(e). Este valor é quase o dobro do que foi produzido no Brasil por todas as fontes disponíveis no mesmo período. Houve nos últimos anos um grande aumento de capacidade instalada nos EUA devido à ampliação da capacidade das usinas, ainda que nenhuma nova unidade tivesse sido construída.

Canadá
O Canadá tem 18 usinas nucleares em operação que produziram 94,05 TWh ou 14,8% da energia elétrica do país em 2008. Atualmente está em estudo e processo de licenciamento de 3 novas centrais com 4 usinas cada uma, sendo 1 central na região de Lake Cardinal, no estado de Alberta, 2 outras próxima ao Lake Huron em Ontário, na área das centrais Bruce A e B e na área da central Darlington no mesmo estado

México
O México possui uma central nuclear com 2 usinas em operação (Laguna Verde 1 BWR, 655 MW e Laguna Verde 2 BWR, 655 MW) localizadas em Vera Cruz, cuja produção de eletricidade, em 2008, foi de 9,35 TWh ou 4,04% da energia elétrica do país.

Argentina
A Argentina possui 2 usinas nucleares em operação (Atucha 1- PHWR, 335 MW e Embalse PHWR, 600 MW), cuja produção de eletricidade, em 2008, foi de 6,8 TWh ou 6,2 % da energia elétrica do país. No mesmo sítio de Atucha 1, próximo a Buenos Aires, está em construção Atucha 2 - PHWR, 692 MW com previsão de entrada em operação comercial em 2010.

Brasil
O Brasil tem 2 usinas nucleares (Angra 1- PWR, 657 MW e Angra 2 PWR, 1350 MW) em operação cuja produção de eletricidade, em 2008, foi de 14 TWh ou 3,12% da energia elétrica do país e uma usina em construção (Angra 3 PWR, 1405 MW) com obras aguardando a licença de uso do solo da Prefeitura Municipal de Angra dos Reis- PMAR para reinício.

2 – Europa

Alemanha
A decisão existente para o desligamento das 17 usinas alemãs, até 2020 (ao fim de sua vida útil), encontra-se sob forte pressão para que seja revogada. Destas 17 usinas, 11 estão entre as que mais geraram energia elétrica em 2008. Foram gerados por fonte nuclear 148,66 TWh em 2008, o que representou 28,3% da energia gerada no país.

Bulgária
A Bulgária tem 2 usinas nucleares (KOZLODUY 5 e 6 – VVER-PWR 953 MW, cada) em operação comercial, que geraram 14,7 TWh, cerca de com 33% da geração elétrica em 2008. Duas usinas se encontram em construção (Belene 1 e 2 VVER PWR 1000 MW) e 4 estão fechadas (KOZLODUY 1 a 4 – VVER 440 MW) para atender acordo com a união européia . Na Bulgária, o governo já demonstrou interesse em substituir as centrais nucleares antigas por novas.

Espanha
A Espanha tem 8 reatores nucleares (6 PWR e 2 BWR) em operação, com um total de
7.728 MW de capacidade instalada. Em 2008, foram produzidos 58.997,7 GWh de energia elétrica, que corresponderam a 18,3 % de toda geração elétrica no país, apesar da capacidade instalada ser equivalente a 8,14 % deste total. Esta produção foi 6,6% maior que no ano anterior e evitou a emissão de cerca de 40 milhões toneladas métricas (mt) de CO2.

Finlândia
A Finlândia possui outras quatro usinas que, juntas, correspondem à produção de 22,9
TWh de energia elétrica ou 29,7% da total produzida em 2008 no país.

Holanda
A Holanda possui apenas uma usina nuclear em operação (Borssele PWR 482 MW) que produziu em 2008 3,9 TWh, cerca de 3,8 % da energia do país. O governo holandês informou que está iniciando o processo de licenciamento da sua segunda usina nuclear no sítio de Borssele onde já existe a primeira usina do país, que teve sua vida útil ampliada em mais 20 anos em 2006, e deverá continuar a operar até2033.

Hungria
A Hungria tem 4 usinas nucleares (Paks 1 a 4 – VVER-PWR 460 MW) em operação comercial que geraram 14 TWh, ou seja cerca de 37% da geração elétrica do país em
2008.

Inglaterra
A Inglaterra possui 19 reatores nucleares em operação (15.367 MW de capacidade instalada) cuja produção chegou a 52,5 TWh que correspondeu a 13,5% da energia do
país. As pesquisas de opinião na Inglaterra são favoráveis à energia nuclear (65% a favor) no mix de energia do país e também na reposição da capacidade existente por novas nucleares.

Itália
A Itália, conforme declarou o Premier Silvio Berlusconi em julho de 2008, decidiu retomar seu programa nuclear paralisado na década de 1980, libertando-se da dependência do petróleo através de um rápido desenvolvimento da energia nuclear.

Romênia
A Romênia tem 2 usinas nucleares (Cernavoda 1 e 2- PHWR 650 MW) em operação comercial com 17,5% da geração elétrica suprida por reatores nucleares em 2008

Suécia
A Suécia possui 10 reatores nucleares em operação que produziram 63,9 TWh de energia em 2008 e 3 fechados, sendo 1 por término de vida útil (Agesta) e 2 (Barsebäck) por decisão política. A produção de energia elétrica na Suécia é dominada por duas formas de geração: a hidrelétrica com cerca de 50% da capacidade e a nuclear com 45%.

Suíça
A Suíça possui 5 reatores nucleares em operação (3.352 MW de capacidade instalada distribuída em reatores tipo PWR e BWR) que produziram 27,54 TWh de energia em 2008, o que representa cerca de 39% da energia elétrica produzida no país. Essas usinas foram projetadas para operar por 50 anos, e só precisarão ser substituídas a partir de 2020 (Mühleberg e Beznau I e II), Gösgen tem vida útil até 2040, e o de Leibstadt até 2045.

Polônia
A Polônia já acena com a possibilidade de construir sua primeira central até 2020, tentando desta forma iniciar a alteração de sua matriz elétrica, hoje calcada em carvão (94%), para reduzir suas emissões de CO2.

Países Bálticos (Lituânia, Estônia, Bielorússia e Latvia)
Por serem muito pequenos para assumir os custos da construção de uma usina nuclear os países bálticos querem se consorciar para a construção de uma usina.


3 - África / Oriente Médio / Países Árabes

O excepcional interesse em todo Oriente médio fez com que o Egito e a Turquia desenvolvam ou reativem seus programas. A Arábia Saudita e os Emirados Árabes, além do Iêmen, também estão em conversações com diversos países fornecedores de tecnologia nuclear objetivando desenvolver as bases de conhecimentos e preparar sua indústria para as futuras usinas. Outros países (Arábia Saudita, Marrocos, Tunísia, Argélia) anunciaram a intenção de desenvolver tecnologia e construir suas próprias usinas. Além destes, também o Iêmen e a Jordânia manifestaram seu interesse em construir suas primeiras usinas nucleares.

Turquia
Abriu, em março de 2008, concorrência internacional para a construção de até 4000 MW de capacidade Nuclear até 2015, com a possível reativação do projeto Akkuyo suspenso no ano 2000.

Egito
Deve assinar contrato com uma empresa das 7 consultoras estrangeiras que submeteram ofertas na concorrência para desenvolver as atividades que ajudarão o país nos trabalhos preparatórios para a primeira central egípcia a operar por volta de 2017, conforme previsto na política energética divulgada em entrevista pelo ministro de energia do país em novembro de 2008.

Jordânia
Tem um programa civil de energia nuclear e já assinou memorandos de entendimento com fornecedores de reatores do Canadá (AECL), do Japão e da Coréia do Sul (empresa Kepco) para a seleção do sítio para a construção de sua central nuclear, ajuda para desenvolvimento de tecnologia nuclear e estudos para o uso desta energia para produção de água potável a partir da água do mar

4 – Ásia

China
A China tem 11 usinas em operação (9.608 MW) e o governo chinês prevê a construção de 54 novas usinas nucleares nos próximos 30 anos. De acordo com a empresa SNPTC – State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute existem, atualmente 25 usinas em construção (com capacidade total de 26.020 MW), 9 reatores (10.000 MW) iniciarão a construção até 2010 e 16 novos reatores encontram-se aprovados para início de construção.

Coréia do Sul
A Coréia do Sul tem 20 reatores em operação (18.393 MW de capacidade instalada). Em 2008 essas usinas nucleares produziram 150,95 TWh, que representa cerca de 35,6% da energia consumida no país

Índia
A Índia tem 17 reatores nucleares em operação (3.600 MW) que produziram em 2008 cerca de 2% da energia do país que correspondeu a 13,17 TWh . Existem atualmente 6 usinas em construção (2.900 MW) e mais 8 PHWR de 700 MW e 10 LWR de 1000 MW estão planejados oficialmente e devem iniciar a construção até 2012.

Irã
O Irã tem uma usina em construção (Bushehr, PWR 1000 MW) desde 1975, mas cujas
obras foram paralisadas em 1980, após a revolução islâmica. Recentemente, com o auxílio da Rússia, a construção foi retomada, estando a usina em testes finais para a entrada em operação comercial. O país planeja construir outros 5 reatores nucleares, para atingir cerca de 10% da energia do país

Japão
O Japão tem 53 reatores em operação que, em 2008, produziram 251,75 TWh, o que representa cerca de 25 % da energia do país. O país conta ainda 8 reatores em manutenção e 2 usinas em construção, além de planos para ampliações de vida útil e potência.

Paquistão
O Paquistão tem duas usinas nucleares em operação (Chasnupp 1, PWR 300 MW e Kanupp, PHWR - 125 MW) e uma em construção (Chasnupp 2, PWR 300 MW) na região do Punjab. Em 2008 foram gerados 1,7 TWh de eletricidade de fonte nuclear, cerca de 2% do total do país no ano.

Rússia
A Rússia tem 31 usinas em operação (sendo 15 delas com reator RBMK – o mesmo modelo da usina ucraniana Chernobyl), 8 usinas em construção (1 RBMK e 7 VVER) e 4 planejadas.

Ucrânia
A Ucrânia tem 15 reatores em operação com capacidade instalada de 13.880 MW (13 VVER 1000MW e 2 VVER 400 MW) e 4 unidades fechadas (a central de Chenobyl – 3 RBMK 925 MW e 1 RBMK 725 MW). A central nuclear de Zaporozhe, no leste da Ucrânia, é a maior da Europa com 6 reatores tipo VVER de 950 MW cada um. Em 2008 as usinas nucleares ucranianas produziram 89,84 TWh que representaram 47,40% da energia elétrica do país.

Vietnam
O ministro da Indústria e Comércio do Vietnam anunciou que o governo pretende construir 2 centrais nucleares, com dois reatores cada uma, na província de Ninh Thuan, que deverão estar em operação entre 2020 e 2022.

Ásia - Outros
As Filipinas, a Indonésia e a Malásia estão em processo de reavivamento de seus antigos programas nucleares.
A Malásia já tem luz verde de sua população, que apóia a construção de usinas nucleares e está em processo de reconstrução do conhecimento técnico necessário através de programas de visitas técnicas e de treinamento para projeto, construção e operação de centrais.
A Armênia tem uma usina em operação (Armênia 2, VVER 400MW) que é responsável por cerca de 40% da energia elétrica do país.

REATOR NUCLEAR

• O Reator nuclear

De uma forma simplificada, um reator nuclear é um equipamento onde se processa uma reação de fissão nuclear, assim como um reator químico é um equipamento onde se processa reação química.

Um reator para gerar energia eletrica é, na verdade, uma Central Térmica, onde a fonte de calor é o urânio-235, em vez de óleo combustível ou de carvão. É, portanto, uma Central Térmica Nuclear.

A grande vantagem de uma Central Térmica Nuclear é a enorme quantidade de energia que pode ser gerada, ou seja, a potência gerada, para pouco material usado (o urânio).

• 
  
  O Combustível Nuclear

O urânio-235, por analogia, é chamado de combustível nuclear, porque pode substituir o óleo ou o carvão, para gerar calor.

Não há diferença entre a energia gerada por uma fonte convencional (hidroelétrica ou térmica) e a energia gerada por um Reator Nuclear.

• 
  
  
  Reator Nuclear e Bomba Atômica

A bomba ("atômica") é feita para ser possível explodir, ou seja, a reação em cadeia deve ser rápida e a quantidade de urânio muito concentrado em urânio-235 (quer dizer, urânio enriquecido acima de 90%) deve ser suficiente para a ocorrencia rápida da reação. Além disso, toda a massa de urânio deve ficar junta, caso contrário nao ocorrerá a reação em cadeia de forma explosiva.

Um Reator Nuclear, para gerar energia elétrica, é construído de forma a ser impossível explodir como uma bomba atômica. Primeiro, porque a concentração de urânio-235 é muito baixa (cerca de 3,2%), não permitindo que a reação em cadeia se processe com rapidez suficinete para se transformar em explosão. Segundo, porque dentro do Reator Nuclear existem materiais absorvedores de nêutrons, que controlam e até acabam com a reação em cadeia, como, por exemplo, na "parada" do Reator.

USINA NUCLEAR NO BRASIL

A usina nuclear no Brasil

A procura da tecnologia nuclear no Brasil começou na década de 50, com o pioneiro nesta área, Almirante Álvaro Alberto, que entre outros feitos criou o Conselho Nacional de Pesquisa, em 1951, e que importou duas ultra-centrifugadoras da Alemanha para o enriquecimento do urânio, em 1953.

Era de se imaginar que o desenvolvimento transcorreria numa velocidade maior, porém ainda são obscuras as reais causas que impediram este deslanche, e o país não passou da instalação de alguns centros de pesquisas na área nuclear.

A decisão da implementação de uma usina termonuclear no Brasil aconteceu de fato em 1969, quando foi delegado a Furnas Centrais Elétricas SA a incumbência de construir nossa primeira usina nuclear. É muito fácil concluir que em nenhum momento se pensou numa fonte para substituir a energia hidráulica, da mesma maneira que também após alguns anos, ficou bem claro que os objetivos não eram simplesmente o domínio de uma nova tecnologia. Estávamos vivendo dentro de um regime de governo militar e o acesso ao conhecimento tecnológico no campo nuclear permitiria desenvolver não só submarinos nucleares mas armas atômicas. O Programa Nuclear Paralelo, somente divulgado alguns anos mais tarde, deixou bem claro as intenções do país em dominar o ciclo do combustível nuclear, tecnologia esta somente do conhecimento de poucos países no mundo.

Em junho de 1974, as obras civis da Usina Nuclear de Angra 1 estavam em pleno andamento quando o Governo Federal decidiu ampliar o projeto, autorizando Furnas a construir a segunda usina.

Mais tarde, no dia 27 de junho de 1975, com a justificativa de que o Brasil já apontava escassez de energia elétrica para meados dos anos 90 e início do século 21, uma vez que o potencial hidroelétrico já se apresentava quase que totalmente instalado, foi assinado na cidade alemã de Bonn o Acordo de Cooperação Nuclear, pelo qual o Brasil compraria oito usinas nucleares e obteria toda a tecnologia necessária ao seu desenvolvimento nesse setor.

Desta maneira o Brasil dava um passo definitivo para o ingresso no clube de potências atômicas e estava assim decidido o futuro energético do Brasil, dando início à "Era Nuclear Brasileira".

Angra 1 encontra-se em operação desde 1982 e fornece ao sistema elétrico brasileiro uma potência de 657 MW. Angra 2, após longos períodos de paralização nas obras, inicia sua geração entregando ao sistema elétrico mais 1350 MW, o dobro de Angra 1.

A Central Nuclear de Angra, agora com duas unidades, está pronta para receber sua terceira unidade. Em função do acordo firmado com a Alemanha, boa parte dos equipamentos desta usina já estão comprados e estocados no canteiro da Central, com as unidades 1 e 2 existentes, praticamente toda a infraestrutura necessária para montar Angra 3 já existe, tais como pessoal treinado e qualificado para as áreas de engenharia, construção e operação, bem como toda a infraestrutura de canteiro e sistemas auxiliares externos. Desta maneira, a construção de Angra 3 é somente uma questão de tempo.

Atualmente, segundo dados fornecidos pela Eletrobrás eletronuclear,que e a responsável pela administração e ampliação das termoelétricas no país,as termoelétricas respondem pela geração de aproximadamente 3% da energia elétrica consumida no Brasi. Pelo sistema elétrico interligado, essa energia chega aos principais centros consumidores do país e corresponde,por exemplo, a mais de 50% da eletricidade consumida no estado do Rio de Janeiro,proporção que se ampliara consideravelmente quando estiver concluída a terceira usina (Angra 3) da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto - CNAAA.

Esta previsto para uma geração de 1404 megawatts elétricos na Angra 3.

USINAS NUCLEARES NO MUNDO

Usinas nucleares no mundo

Atualmente no mundo, a participação da energia nuclear ainda é pequena, se comparada com a grande quantidade de centrais térmicas baseadas no carvão, principal matéria prima energética do início do século, e do óleo, derivado do petróleo. Mas já pode ser comparada à quantidade de hidroelétricas, que foram as mais construídas durante os últimos anos.

Nos dias de hoje estão em operação, ao redor do mundo, 434 centrais termoelétricas, em grande parte concentradas na América do Norte (EUA e Canadá) e Europa, em especial a França e o Leste Europeu, do antigo Bloco Socialista.

Apesar dos vários movimentos governamentais em busca de parar a construção de usinas nucleares, no mundo ainda há 36 centrais em construção em 14 diferentes países, evidenciando que essas centrais ainda serão responsáveis por grande parte da energia elétrica gerada no globo.

De todos os países detentores da tecnologia nuclear, e que já implementaram centrais nucleares, 19 deles possuem mais de 25% da geração nuclear.

ENRIQUECIMENTO DE URÂNIO

Enriquecimento de Urânio

O enriquecimento de urânio permite a produção de combustível para alimentar uma central nuclear, assim como material para a carga de fissão de uma bomba atômica. Entenda abaixo como funciona o processo de enriquecimento do mineral.
Inicialmente, o urânio é extraído de pedreiras ou de minas. Ele não é encontrado em sua forma natural, mas misturado a outros elementos diferentes. O mineral bruto contém apenas 0,3% de urânio.

Em seguida, o urânio é separado dos outros elementos minerais e o que sobra é o óxido de urânio, conhecido como "yellow cake" ("bolo amarelo", em tradução literal). Depois, o óxido de urânio é convertido em um composto gasoso, o hexafluorido de urânio.
Para ser enriquecido e transformado em combustível, o hexafluorido de urânio é processado em centrífugas nucleares.

O gás é submetido a rotação em velocidades extremas. Os átomos de urânio mais pesados (U-238) se concentram no alto da centrífuga, e os mais leves (U-235) ficam no centro. O gás recuperado no centro é enviado para uma nova centrífuga, que repete o processo sucessivamente, aumentando o grau de concentração de urânio. As usinas que fazem esse processo possuem milhares de centrífugas.

Para alimentar um reator nuclear de uso civil, é necessário que a taxa de enriquecimento de urânio esteja entre 3% e 5%. Para construir uma bomba atômica, é necessário ter urânio enriquecido em ao menos 90%.

Funcionamento de uma Ultracentrífoga

Do minério de urânio até a obtenção do metal urânio vai um longo trabalho. Foram desenvolvidos vários processos de enriquecimento de urânio, entre eles o da difusão gasosa e da ultracentrifugação (em escala industrial), o do jato centrífugo (em escala de demonstração industrial) e um processo a Laser (em fase de pesquisa). Por se tratarem de tecnologias sofisticadas, os países que as detêm oferecem empecilhos para que outras nações tenham acesso a elas.

O processo de coletar o urânio natural, contendo 0,7% de U235, 99,3% de U238 e traços de U234, e retirar uma quantidade de 238 para aumentar a concentração de 235, é conhecido como enriquecimento. O melhor processo é aquele que envolve o menor custo de produção. Para a produção de 1 kg de U235 enriquecido entre 3 e 3,5 % é necessário o consumo de cerca de 2.300 KWh.

Para separar o isótopo de U-235 do U-238, o método mecânico se mostrou eficiente, utilizando uma máquina centrífuga para separação. A taxa de conversão é da ordem de 500 partes de minério para se obter 1 parte de metal. Desta parte, mais de 99% é de U238, sem finalidade na indústria nuclear.

Em termos simples, a ultracentrífuga segue o mesmo princípio das centrífugas domésticas, usadas para preparar alimentos: propicia a separação do material de maior peso, que é jogado para a parede do recipiente, daquele de menor peso, que fica mais concentrado no centro. No processo chamado de enriquecimento acontece algo semelhante.

O U235 é apenas ligeiramente mais leve que o U238, adiciona-se flúor ao metal, formando o gás hexafluoreto de urânio. Para o combustível nuclear interessa apenas o isótopo 235, que é físsil. E como no urânio natural há uma quantidade muito pequena de U235, é preciso fazer essa separação, ou aumentar a concentração do urânio físsil.

Dentro da centrífuga, o isótopo de urânio 235 tende a concentrar-se mais no centro, e o 238 fica mais próximo à parede do cilindro. Duas tubulações de saída recolhem o urânio, sendo que numa delas segue o urânio que tiver maior concentração de isótopos 235 (urânio enriquecido), e na outra, o que tiver mais 238 (chamado de subproduto).

Dessa centrífuga o urânio é repassado para outra centrífuga e assim por diante, num processo em cascata. No final dessa cascata é recolhido o urânio com maior nível de enriquecimento, enquanto que na base permanece o subproduto. Através de uma tubulação, o hexafluoreto de urânio (UF6) é aquecido em uma autoclave a 100°C, adicionam-se outras substâncias, dando origem ao tricarbonato de amônia uranila. Quando o gás passa por um filtro o pó de dióxido de urânio (UO2) fica retido e é prensado e aquecido a 1.750°C.

O aproveitamento unitário das centrífugas é muito pequeno, sendo portanto necessário uma bateria de máquinas para permitir a obtenção de maior quantidade de urânio enriquecido.
Enquanto não dominava o processo de enriquecimento, que aumenta a porcentagem do isótopo 235, este era feito, na Alemanha e Holanda, pelo consórcio europeu URENCO.

A conversão de urânio é o processo que consiste na transformação de concentrados de urânio, o chamado "yellow cake". O material volta ao país como hexafluoreto de urânio (UF6). Com ele, as Indústrias Nucleares do Brasil fabricam, em Resende (RJ), as pastilhas de dióxido de urânio (UO2), que abastecem o reatores de Angra.

FUNCIONAMENTO DAS USINAS NUCLEARES

Funcionamento das usinas nucleares

O urânio usado em usinas nucleares não é o natural, sendo obtido a partir dele pelo processo de enriquecimento. Na natureza existem vários "tipos" de urânio, chamados isótopos, que diferem apenas pelo número de nêutrons existentes no núcleo. Os vários isótopos usualmente são identificados pela soma do número de prótons e de nêutrons existentes em seu núcleo. Assim, o urânio mais comum na Natureza é o urânio-238. O processo de enriquecimento consiste em adicionar urânio-235, obtendo-se uma mistura dos dois isótopos, cuja proporção depende da aplicação.

Isto é feito porque o urânio-235 (U-235) é altamente fissionável, enquanto o urânio-238 (U-238) é bem mais estável, o que permite controlar a energia produzida na reação em cadeia através da proporção entre eles. Usinas nucleares usam uma proporção de 3% de U-235 e 97% de U-238. Reatores nucleares para pesquisa, como os do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), usam cerca de 20% de U-235. Já as bombas atômicas usam 90% de U-235. O urânio natural possui somente 0,7% de U-235.

O núcleo de um reator consiste de um conjunto de vários tubos longos com pastilhas de dióxido de urânio, substância que contém átomos de urânio. No urânio ocorre uma reação em cadeia causada pelas fissões do urânio-235, e a energia liberada é absorvida pelo material do reator na forma de calor - a energia nuclear contida nos núcleos atômicos é transformada em energia térmica. A temperatura da água usada para refrigerar o reator nuclear de Angra chega a 320 ºC.

Como em qualquer usina termoelétrica (no caso, termonuclear), o calor é usado para vaporizar água. O vapor é forçado a passar pelas pás de uma turbina e a girá-la - a energia térmica é transformada em energia mecânica de rotação. O eixo da turbina comunica-se com um gerador, que transforma a energia mecânica em energia elétrica. A energia elétrica é então conduzida, através de fios e torres de transmissão, até as casas, indústrias, etc.

O processo de geração de energia elétrica a partir da energia nuclear, então, pode ser esquematizado em três passos:

1 - No reator: transformação da energia nuclear em energia térmica, através da reação nuclear em cadeia.

2 - Na turbina: transformação da energia térmica em energia mecânica, através da ação do vapor d'água aquecido.

3 - No gerador: transformação da energia mecânica em energia elétrica

À medida que o tempo passa, o urânio do reator vai sendo "gasto". Após 3 anos, cerca de 75% do urânio-235 desaparece, sendo substituído pelos produtos de fissão (como o estrôncio-90 e o famoso césio-137) e por outros elementos químicos (como o plutônio, o netúnio e outros isótopos do urânio), originados quando o urânio emite radioatividade ao invés de sofrer fissão. Essas substâncias são conhecidas como "rejeitos radioativos" ou "lixo atômico", e algumas são extremamente radioativas.

HISTÓRIA DA ENERGIA NUCLEAR

Energia Nuclear

Energia nuclear é a energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processos de transformação de núcleos atômicos. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares, emitindo energia durante esse processo. Baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa (observado por Albert Einstein), segundo a qual durante reações nucleares ocorre transformação de massa em energia. Foi descoberta por Hahn, Straßmann e Meitner com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.

A tecnologia nuclear tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear, convertendo o calor emitido na reação em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente em reator nuclear ou descontroladamente em bomba atômica. Em outras aplicações aproveita-se da radiação ionizante emitida.

A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento, podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos. O caso mais interessante é a possibilidade de provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras particulas.

Reações Nucleares

Existem duas formas de reações nucleares: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico subdivide-se em duas ou mais partículas; e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para formar um novo núcleo.

Descoberta do Núcleo Atômico

Ernest Rutherford, ao descobridor do núcleo atômico, já sabia que esses poderiam ser modificados através de bombardeamento com partículas rápidas. Com a descoberta do nêutron ficou claro que deveriam existir muitas possibilidades dessas modificações.

Enrico Fermi suspeitava que o núcleo ficaria cada vez maior acrescentando neutrons. Ida Noddack foi a primeira a suspeitar que "durante o bombardeamento de núcleos pesados com nêutrons, esses poderiam quebrar em pedaços grandes, que são isótopos de elementos conhecidos, mas não vizinhos dos originais na tabela periódica"

A fissão nuclear foi descoberta por Otto Hahn e Fritz Straßmann em Berlim-1938 e explicada por Lise Meitner e Otto Frisch (ambos em exílio na Suécia) logo depois, com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.


Otto Hahn e Lise Meitner no laboratórioA primeira reação em cadeia foi realizada em dezembro de 1942 em um reator de grafite de nome Chicago Pile 1 (CP-1), no contexto do projeto "Manhattan" com a finalidade de construir a primeira bomba atômica, sob a supervisão de Enrico Fermi na Universidade de Chicago.

USINAS NUCLEARES

Definição de Usinas

Usinas geradoras de energia podem ser definidas como um conjunto industrial de obras e equipamentos que têm por finalidade a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial energético de qualquer fonte energética. São também chamadas de estações geradoras.

Princípios das Usinas

Usinas geradoras de energia elétrica, como o próprio nome já diz, visam à geração de energia elétrica. O que as usinas fazem para gerar a energia sob a forma elétrica, é a transformação de energias existentes em outras formas, tais como a queima de combustíveis, transformando energia térmica em elétrica, ou a utilização do potencial dos rios, nas hidrelétricas, que transforma energia mecânica em energia elétrica (neste blog abordaremos especificamente as usinas nucleares).

Usinas Nucleares

Se caracterizam pelo uso de materiais radioativos que através de uma reação nuclear produzem calor, que mais tarde será transformado em energia elétrica. O fato de utilizar materiais radioativos, e com isso, sinônimo de perigo para a saúde e constituição de todos os seres vivos, é necessário medidas de cautela.

É uma fonte de energia extremamente limpa, e ao contrário do que muitos pensam, é extremamente segura. Dentro de uma usina nuclear, há um rígido controle sobre este material radioativo, além de é claro, de equipamentos e tecnologias muito avançadas para manter a segurança.

O único perigo que este tipo de usina representa é a falha durante alguma operação, ou no controle das reações nucleares. Apesar de falhas serem extremamente raras, ao ocorrerem, as consequências são desastrosas. Exemplos claros dos danos causados por radiação de vazamentos por falta de controle em estação geradora de energia nuclear é o caso de Chernobyl.

As usinas nucleares podem ser instaladas próximo aos centros consumidores, e produzem uma grande quantidade de energia. Os resíduos produzidos devem ser isolados em barris de chumbo e concreto para não ocorrer vazamentos dos resíduos e da radiação.