RADIOATIVIDADE E USINAS NUCLEARES

JACÓ IZIDRO DE MOURAProfessor de EC e CF/Engenharia - Unip

Mestre em Ciências e Tecnologia pelo IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares/ USP)

Abril de 2011

Sumário Radioatividade Efeitos da radiação Energia Nuclear Fissão e Fusão Reatores Nucleares Vantagens e Desvantagens Acidentes

RADIOATIVIDADE NATURAL

Na natureza encontramos elementos químicos que emitem três tipos de radiação:

AlfaBeta gama

Radiação alfa É a mais energética das três

Partícula formada por 2 prótons e 2 nêutrons (núcleo do átomo de hélio)

Possui pouca penetração na matéria (barrada normalmente por uma folha de papel)

É emitida por elementos como: Urânio, polônio, rádio, etc.

Radiação beta Partícula com mesma massa e mesma

carga do elétron

Possui maior poder de penetração do que a partícula alfa (consegue atravessar nossa pele)

Alguns elementos emissores beta são: césio-137, cobalto-60, iodo-131, etc.

Radiação gama Radiação eletromagnética de mesma natureza

que a luz, raio-x, ondas de rádio.

Provém do núcleo do átomo e por isso é mais energética que as radiações citadas acima.

É extremamente penetrante, atravessando até mesmo paredes e o corpo humano.

Geralmente acompanha as emissões alfa e beta.

Exposição e Contaminação

Exposição: Recebe radiação, mas não fica contaminado

Contaminação: Entra em contato físico direto com uma fonte radioativa, tornando também fonte radioativa

Efeitos biológicos das radiações ionizantes

Rompimento de ligações químicas – Ionização

Radiação ionizante em um ser vivo

Mas de onde vem a energia da radioatividade?

A solução:E = energia m = massac = velocidade da luz no vácuo: c = 300.000.000 m/s

Exemplo: 1 litro de água corresponde a 1 kg de massa:

2000.000.3001EJE

JE16109

.000.000.000.000.000.90

E = mc2

Que corresponde a aproximadamente 2800 MW por ano, isto é, com essa energia seria possível manter acesas, por 1 ano, 28 milhões de lâmpadas de 100W.

Itaipu precisaria de quase três meses para gerar esta energia

Como é possível retirar essa energia dos átomos?

Fissão e Fusão Nuclear

Fusão Nuclear (Sol ou bomba H)

Podemos gerar energia quebrando um átomo pesado (urânio e plutônio) ou juntando átomos leves (isótopos do hidrogênio)

nêutron

prótondeutério

Trítio

HélioEnergia

Fissão (bomba atômica – reator nuclear)

Átomo pesado (urânio-235 ou plutônio

239)Nêutron

átomo mais leve

átomomais leve

Energia

A reação em cadeia:

fissão.exe

Um outro exemplo de reação em cadeia:

Reator Nuclear

O reator é formado por diversas pastilhas de dióxido de urânio

Colocadas em varetas

Angra 2

Vantagens Menor impacto ambiental do que usinas

convencionais (termoelétricas a combustível fóssil, hidroelétricas)

Não emite poluentes durante operação normal

Pode ser instalada próxima de onde há maior demanda

Não depende de fatores climáticos como as hidroelétricas

Desvantagens Produz lixo radioativo

Custo de implantação e manutenção extremamente elevado

Provoca elevação da temperatura da água do mar em até 2 graus Celsius, o que altera o ecossistema local

Produz como lixo radioativo o elemento plutônio, que pode ser usado para armamento nuclear.

Uma usina nuclear pode explodir como uma bomba nuclear?

Não!!!!!!!

Motivos Não há enriquecimento de urânio 235:

Urânio natural = 99,3% de 238 + 0,7% de 235

bomba: mais que 90%Reator: menos que 20%

Não há geometria (urânio não é acumulado, é separado em pastilhas)

Principais Acidentes TMI – Three Miles Island, em 28 de março

de 1979, na Pensilvânia, EUA

Chernobyl - ocorreu dia 26 de abril de 1986, Ucrânia de, (então parte da união Soviética)

Fukushima – 11 de março de 2011 - Japão

TMI Aconteceu por falhas no sistema secundário,

seguida por falha em válvula de alívio do primário. Vários erros humanos agravaram bastante o problema.

Houve fusão parcial do núcleo do reator e liberação de grande quantidade de material radioativo, dentro da contenção da usina.

Uma pequena nuvem de vapor contaminado acabou escapando da usina, mas não gerou contaminação significativa.

Não houve vitimas.

Chernobyl Durante uma experiência, um dos

reatores da usina ficou fora de controle. Isso liberou hidrogênio que se acumulou dentro do vaso de contenção.

A explosão do gás destruiu o prédio e expôs o reator, liberando grande quantidade de material radioativo que contaminou diversos países.

Houve fusão parcial do núcleo do reator.

A usina foi fechada e uma zona de exclusão, com 30 km de raio, foi criada. Cerca de 200 mil pessoas foram evacuadas.

Um relatório da Organização das Nações Unidas de 2005 atribuiu 56 mortes até aquela data – 47 trabalhadores acidentados e nove crianças com câncer da tireóide – e estimou que cerca de 4000 pessoas morrerão de doenças relacionadas com o acidente.

Fukushima A central possui um dique projetado para resistir

a um maremoto de 5,7 m de altura, mas cerca de 15 minutos após o terremoto foi atingido por uma onda de 14 metros, que chegou facilmente ao topo do paredão. A planta inteira, incluindo o gerador de baixa altitude, foi inundada.

Houve falha nos geradores de emergência e falta de refrigeração dos reatores.

Explosão do prédio da usina, mas sem exposição direta do reator.

Situação ainda não está sob controle.

Outras aplicações

Conclusão A energia nuclear, assim como qualquer outra

forma de energia cobra um preço por seu uso Ainda não encontramos formas auto

sustentáveis de geração de energia, que consigam suprir a demanda

O ser humano costuma considerar acidentes locais mais graves do que eventos mais danosos, mas que estejam diluídos no tempo

A energia nuclear possui várias outras aplicações importantes além da geração de energia

Referências Bibliográficas http://www.pedal.com.br/forum/vida-em-ch

ernobyl_topic31418.html imagens chernobyl

http://www.youtube.com/watch?v=VJfIbBDR3e8&feature=related pwr e bwr

http://www.youtube.com/watch?v=6I3JKYdGWTE&feature=related CHERENKOV

http://www.youtube.com/watch?v=CzKbgxUE22g (FUKUSHIMA)

http://www.youtube.com/watch?v=0j8ULWSETAM tmi – o que aconteceu

http://www.youtube.com/watch?v=pVgazZLQI1U&feature=related Chernobyl 24 anos depois

Rosa de HiroshimaComposição : Vinícius de Moraes / Gerson Conrad

Pensem nas criançasMudas telepáticasPensem nas meninasCegas inexatasPensem nas mulheresRotas alteradasPensem nas feridasComo rosas cálidasMas, oh, não se esqueçamDa rosa da rosaDa rosa de HiroshimaA rosa hereditáriaA rosa radioativaEstúpida e inválidaA rosa com cirroseA anti-rosa atômicaSem cor sem perfumeSem rosa sem nada

Interpretação: Ney Matogrosso