terça-feira, 23 de outubro de 2012

ENERGIA NUCLEAR

Nesse texto nós apresentamos dez perguntas importantes para quem quer conhecer mais sobre a energia nuclear no mundo. São elas:

1 - Como é gerada a Energia Nuclear?
2 - Quais são as principais formas de uso da Energia Nuclear?
3 - Como funciona uma Usina Nuclear?
4 - Qual é o contexto histórico do desenvolvimento e do uso da energia nuclear?
5 - Como ocorre o processo de enriquecimento de urânio?
6 - Como os Estados se organizaram para elevar a segurança nuclear internacional?
7 - Por que muitos países desconfiam do Programa Nuclear do Irã?
8 - Por que muitos ambientalistas são contrários ao uso da energia nuclear?
9 - Quais foram as principais catástrofes mundiais ligadas à radioatividade até 2011?
10 - Quais são as principais vantagens e desvantagens da energia nuclear?

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Vamos às respostas?

Como é gerada a Energia Nuclear?

Segundo as informações do site da Eletronuclear [1], empresa subsidiária da Eletrobrás, vinculada ao Ministério das Minas e Energia do Brasil, a energia nuclear pode ser produzida pois “os átomos de alguns elementos químicos apresentam a propriedade de, através de reações nucleares, transformar massa em energia. Esse princípio foi demonstrado por Albert Einstein. O processo ocorre espontaneamente em alguns elementos, porém em outros precisa ser provocado através de técnicas específicas”.


A Eletronuclear explica ainda que “existem duas formas de aproveitar essa energia para a produção de eletricidade: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se divide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento”.

Quais são as principais formas de uso da Energia Nuclear?

Uma das principais formas de uso da Energia Nuclear no mundo contemporâneo é a geração de eletricidade. Ainda de acordo com a Eletronuclear, “a fissão do átomo de urânio é a principal técnica empregada para a geração de eletricidade em usinas nucleares. É usada em mais de 400 centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Sul, Paquistão e Índia, entre outros”.

O site da empresa segue explicando que “segundo a WNA (Associação Nuclear Mundial, da sigla em Inglês), hoje, 14% da energia elétrica no mundo, é gerada através de fonte nuclear e este percentual tende a crescer com a construção de novas usinas, principalmente nos países em desenvolvimento (China, Índia, etc.). Os Estados Unidos, que possuem o maior parque nuclear do planeta, com 104 usinas em operação, estão ampliando a capacidade de geração e aumentando a vida útil de várias de suas centrais. França, com 58 reatores, e Japão, com 50, também são grandes produtores de energia nuclear, seguidos por Rússia (33) e Coréia do Sul (21)”.

É importante ressaltar que o processo de produção de energia nuclear em usinas ocorre através de uma fissão nuclear controlada. Bem diferente do que ocorre no caso do uso dessa energia como armamento, onde a reação ocorre de forma descontrolada.

Outra forma de uso da energia proveniente de materiais radioativos se enquadra nos processos de radiação ionizante utilizados, sobretudo, em técnicas medicinais. Exames de cintilografias, Raios-X, tomografias computadorizadas e radioterapia para pacientes com câncer são exemplos clássicos.

O uso de traçadores radioativos pode ser extremamente útil à agricultura. O Conselho Nacional de Energia Nuclear (CNEN), através de apostila educativa sobre aplicações da energia nuclear [2], explica que isso pode ser feito da seguinte maneira:

“É possível acompanhar, com o uso de traçadores radioativos, o metabolismo das plantas, verificando o que elas precisam para crescer, o que é absorvido pelas raízes e pelas folhas e onde um determinado elemento químico fica retido. Uma planta que absorveu um traçador radioativo pode, também, ser ‘radiografada’, permitindo localizar o radioisótopo. Para isso, basta colocar um filme, semelhante ao usado em radiografias e abreugrafias, sobre a região da planta durante alguns dias e revelá-lo. Obtém-se o que se chama de autorradiografia da planta”.

O mesmo material educativo do CNEN ainda explica como esses traçadores podem combater pragas agrícolas:

“A técnica do uso de traçadores radioativos também possibilita o estudo do comportamento de insetos, como abelhas e formigas. Ao ingerirem radioisótopos, os insetos ficam marcados, porque passam a “emitir radiação”, e seu “raio de ação” pode ser acompanhado. No caso de formigas, descobre-se onde fica o formigueiro e, no caso de abelhas, até as flores de sua preferência. A ‘marcação’ de insetos com radioisótopos também é muito útil para eliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto indesejável. Neste caso o predador é usado em vez de inseticidas nocivos à saúde”.

Como funciona uma Usina Nuclear?

Mais uma vez, tomamos para nossa explicação o exemplo apresentado pela Eletronuclear. Ela nos explica que “a fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica”.

A empresa segue explicando que “o gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e a do circuito secundário, que são independentes entre si. Com essa troca de calor, a água do circuito secundário se transforma em vapor e movimenta a turbina - a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador elétrico. Esse vapor, depois de mover a turbina, passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais”.

Qual é o contexto histórico do desenvolvimento e do uso da energia nuclear?

O desenvolvimento da energia nuclear para uso da sociedade contemporânea é produto do trabalho de cientistas como Ernest Rutherford, Albert Einstein, Enrico Fermi, Ida Noddack, Otto Hahn, Fritz Strabmann, Lise Meitner e Otto Frisch.

O site Brasil Escola [3] nos explica que 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”.

As tecnologias que envolvem a produção de energia nuclear são bastante sofisticadas e consideradas compatíveis com os níveis tecnológicos da terceira revolução industrial. A ampliação do uso da energia nuclear, contudo, ocorreu de forma significativa ao longo da década de 1970 quando duas crises energéticas geradas pelo forte aumento dos preços do petróleo impuseram investimentos na busca e na consolidação de fontes energéticas alternativas ao petróleo, entre as quais, a matriz nuclear. Tais crises encontram raízes em instabilidades políticas no Oriente Médio, com a Guerra do Yom Kippur, para a crise de 1973, e com a Revolução Iraniana, para a crise de 1979.

Como ocorre o processo de enriquecimento de urânio?

O material didático do CNEN sobre energia nuclear [4] explica que “o processo físico de retirada de urânio-238 do urânio natural, aumentando, em consequência, a concentração de urânio-235, é conhecido como Enriquecimento de Urânio. Se o grau de enriquecimento for muito alto (acima de 90%), isto é, se houver quase só urânio-235, pode ocorrer uma  reação  em  cadeia  muito  rápida, de difícil controle, mesmo para uma quantidade relativamente pequena de urânio, passando a constituir-se em uma  explosão:  é  a  ‘bomba atômica’”.

E explica ainda que “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”.

Como os Estados se organizaram para elevar a segurança nuclear internacional?

Em julho de 1957 foi criada a Agência Internacional de Energia Atômica, com sede em Viena, na Áustria, inicialmente com 56 Estados-membros, e que contava com 155 membros em outubro de 2012. Essa agência foi criada para ser uma entidade global voltada para a promoção da cooperação no campo nuclear e para estimular a criação e o uso de tecnologias nucleares pacíficas e seguras.

No ambiente da Guerra Fria, em meio à desenfreada corrida armamentista, as potências nucleares propuseram, em 1968, um Tratado de Não Proliferação de Armas Nucleares (TNP). Os Estados Unidos, a antiga União Soviética, a França, o Reino Unido e a China manteriam seu direito a armas nucleares e os demais países se submeteriam à proibição internacional de produção dessas armas.

De início, o tratado teve poucas adesões, afinal ele legitima uma enorme diferença de forças entre os Estados. Atualmente possui 189 signatários, entre os quais o Brasil e o Irã. Índia, Paquistão e Israel não são Estados-membros desse tratado. A Coreia do Norte se retirou do TNP em 2003.

Por que muitos países desconfiam do Programa Nuclear do Irã?

O Irã é um país persa do Oriente Médio. Sua política externa foi reordenada após a revolução teocrática que conduziu os aiatolás xiitas ao poder em 1979. Habitualmente, as lideranças iranianas se pronunciam contra a existência de Israel, Estado criado pelos seguidores do judaísmo no espaço da Palestina, que há muitos séculos era habitado por muçulmanos e que se converteu em território amplamente disputado por esses grupos.

Nesses pronunciamentos contra Israel, é comum ocorrerem ameaças de ataques ao Estado dos judeus, o que deixa o programa nuclear iraniano sob suspeita, pois sabe-se que o país, embora seja membro da Agência Internacional de Energia Atômica e do TNP, possui a tecnologia de enriquecimento de urânio e impõe duros limites à fiscalização de seu programa nuclear.

Por que muitos ambientalistas são contrários ao uso da energia nuclear?

Muitos ambientalistas são contrários à energia nuclear pois sua produção é uma atividade que envolve sérios riscos ambientais. Os funcionários das usinas devem submeter-se a rigorosos protocolos de segurança pois o contato com a radioatividade possui elevado potencial de contaminação, podendo levar a morte por câncer.

Os resíduos da produção, embora tenham baixo volume, são altamente radioativos, o que exige um enorme rigor em seu manejo e soluções muito seguras para o seu despejo. Além disso, mesmo com elevados investimentos em segurança, a atividade envolve o risco de vazamentos e explosões, cujas consequências para a sociedade e o meio ambiente são, em geral, catastróficas.

Apresar disso, alguns ambientalistas muito preocupados com o aquecimento global, como o famoso James Lovelock, da célebre tese Gaia, defendem que a matriz nuclear é indispensável por afetar muito pouco a atmosfera com emissões de gases-estufa, que provêm, fundamentalmente, dos insumos fabricados para serem utilizados na produção de energia nuclear. Ou seja: são emissões indiretas.

Quais foram as principais catástrofes mundiais ligadas à radioatividade até 2011?

Além do uso das bombas nucleares em Hiroshima e Nagasaki, no Japão, ocorreram acidentes nucleares que marcaram para sempre a história da humanidade. Entre eles destacam-se as explosões em Chernobyl (1986) e Fukushima (2011), ambos classificados, segundo a Wikipédia [5] com grau 7 na escala INES (Escala Internacional de Acidentes Nucleares). Um acidente com risco gerado para espaços fora do local de ocorrência (grau 5) foi o da usina de Three Mile Island, nos Estados Unidos.

Além desses acidentes, a Agência Internacional de Energia Atômica possui registros de centenas de anomalias (grau 1), incidentes (graus 2 e 3) e de alguns acidentes com risco no local ocorrido (grau 4).

Quais são as principais vantagens e desvantagens da energia nuclear?

Entre as vantagens destacam-se as seguintes: é uma matriz de alta produtividade pois um baixo volume de matéria-prima gera muita energia; não gera alta emissão de gases estufa; não gera grandes alagamentos para a formação de represas; não depende de condições ambientais como sol, chuvas ou ventos para sua instalação; seu combustível é basicamente o urânio natural, que pode ser reprocessado (através de enriquecimento) para ser reutilizado; e seus subprodutos podem ser reaproveitados, como é o caso do Plutônio, que serve como combustível de satélites.

Entre as desvantagens destacam-se as seguintes: é uma matriz energética que possui alto custo de construção e operação de suas usinas; exige a manipulação de materiais altamente tóxicos; e tem elevado risco ambiental em caso de vazamentos ou explosões de seus reatores.


REFERÊNCIAS:


[2] Conselho Nacional de Energia Nuclear (Apostila Educativa sobre Aplicações da Energia Nuclear): http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/aplica.pdf


[4] Conselho Nacional de Energia Nuclear (Apostila Educativa sobre Energia Nuclear): http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/energia.pdf

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