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Energia Nuclear - energia e meio ambiente II

porque é que o futuro esta na energia nuclear
by

Fernando Natel

on 25 September 2012

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Transcript of Energia Nuclear - energia e meio ambiente II

pensas que o ser humano tem o direito de se desenvolver tecnologicamente? ENERGIA NUCLEAR
São centrais termoelétricas - como as convencionais - compostas de um sistema de geração de vapor, uma turbina para transformação do vapor em energia mecânica e de um gerador para a transformação de energia mecânica em energia elétrica. A geração de vapor, não ocorre em consequência da combustão de um material combustível, como o carvão e óleo, e sim devido à fissão de núcleos de átomos de combustíveis nucleares. Usinas Nucleares
São os elementos utilizados para as reações nucleares, os quais são mais comuns:
- Urânio (U): abundante na natureza; em temperatura ambiente é encontrado no estado sólido;
- Plutônio (Pu): estado sólido à temperatura ambiente;
- Tório (Th): encontrado em pequenas quantidades nas rochas e solo; 3 vezes mais abundante que o urânio; estado sólido; Combustíveis Nucleares Tipos de Reações Pontifícia Universidade Católica do Paraná
Engenharia Ambiental
Energia e Meio Ambiente O que é? É a energia produzida através de reações nucleares, ou seja, em processos de transformações de núcleos atômicos de elementos radioativos em usinas nucleares. FISSÃO: feito através do bombardeamento (com partículas como nêutrons) do núcleo de um átomo instável, quebrando-o em dois átomos menores. Nesse processo ocorre a liberação violenta de energia; Ciclo do Combustível Nuclear - Mineração e Beneficiamento: Após o conjunto de operações, que têm como objetivo descobrir uma jazida e fazer sua avaliação econômica, realiza-se a extração do minério para a sua purificação e posterior produção do Concentrado de Urânio (U308) – yellowcake: urânio em forma de sal de cor amarela (produzido pela INB com capacidade de 400t/ano de suprimento – suficiente para suprir Angra1,2 e 3 por 100m anos); Ciclo do Combustível Nuclear - Conversão: o urânio, sob a forma de yellowcake, é dissolvido e purificado, obtendo-se então o urânio nuclearmente puro. A seguir, é convertido para o estado gasoso, o hexafluoreto de urânio (UF6), para permitir a transformação seguinte: o enrriquecimento; (processo realizado no Canadá) Ciclo do Combustível Nuclear Ciclo do Combustível Nuclear - Reconversão: O hexafluoreto de urânio (UF6) é transformado em dióxido de urânio (UO2). Reconversão é o retorno do gás UF6 ao estado sólido, sob a forma de pó de dióxido de urânio (UO2); Ciclo do Combustível Nuclear - Pastilhas: síntese do pó de urânio em pastilhas;
Duas pastilhas de urânio produzem energia suficiente para atender, por um mês, uma residência média em que vivam quatro pessoas. - Enriquecimento: Na natureza é mais comum de ser encontrado o urânio-238, que é mais estável. Porém, na sua composição está presente uma pequena porcentagem de urânio-235 (cerca de 0,7%), que é o isótopo altamente fissionável e responsável pela reação em cadeia nos reatores nucleares. A operação de enriquecimento do urânio tem por objetivo aumentar essa concentração de urânio-235 para 3% e permitir sua utilização como combustível para geração de energia elétrica; (processo realizado no exterior)
Usinas Nucleares: (3% de U-235) + (97% de U-238)
Bomba atômica: (90% de U-235) + (10% de U-238) Ciclo do Combustível Nuclear - Fabricação do Elemento Combustível: É composto pelas pastilhas de dióxido de urânio montadas em tubos de uma liga metálica especial - o zircaloy - formando um conjunto de varetas. É a fonte geradora do calor para geração de energia elétrica, em uma usina nuclear; Claire de Malet
Lucas Bichels
Luiz Fernando F. Natel Processo de Geração de Energia No reator: energia nuclear – energia térmica (através da reação nuclear);
Na turbina: energia térmica – energia mecânica (ação do vapor);
No gerador: energia mecânica – energia elétrica Reabastecimento de Combustível Nuclear nas Usinas A quantidade de urânio decai durante o tempo, devido ao processo de fissão. Após 3 anos, cerca de 75% do U-235 desaparecem, sendo necessário a substituição por uma nova quantidade de material combustível, pois com a série de fissões, o urânio-235 passa a gerar produtos como (estrôncio-90,césio-137, isótopos de urânio, dentre outros), que são os “rejeitos radioativos” ou “lixo atômico” Barreiras de proteção do Reator 1 - Barreira externa de contenção de concreto reforçado com aço (de grande espessura);
2 - Barreira interna de contenção (vaso de aço carbono espesso);
3 - Barreiras de proteção radiológica de concreto.
4 - Vaso de pressão do reator (aço com espessura superior a 20 cm);
5 - Barreira de proteção constituída pelo revestimento do combustível por tubos de liga de zircaloy;
6 - Barreira constituída pelas pastilhas cerâmicas de óxido, que só se fundem a 2400o C e mantém os produtos de fissão confinados em seu interior;
7 - Espessa base de conreto Relação entre as fontes energéticas Uma termoelétrica a carvão com potência de 1.300 MW usa uma quantidade em peso de 90.000 vezes mais de carvão que o urânio usado nas usinas nucleares, como no Angra 2. Potencial Brasileiro de Energia Nuclear Brasil = possui a 6ª maior reserva de urânio do mundo (cerca de 5,9% da reserva mundial), aproximadamente 310.000 toneladas de U-308
Essas jazidas distribuem-se em jazidas do Ceará, Bahia, Minas Gerais, Pará e Paraná. (segurança estratégica ao país);
Estima-se que na região norte do país o potencial seja de 500 mil toneladas, podendo alcançar cerca de 800 mil toneladas, contando com possíveis reservas em áreas geologicamente promissoras e ainda não conhecidas. Com isso o Brasil passaria a ocupar a 2ª ou 3ª posição mundial de reservas dessa fonte energética. Usinas Nucleares do Brasil Angra 1: A potência de Angra 1 é de 657 MW. Desde 1985, quando entrou em operação comercial, Angra 1 gera energia suficiente para suprir uma capital como Vitória ou Florianópolis, com 1 milhão de habitantes.
Angra 2: Angra 2 opera com um reator alemão Siemens/KWU (atual AREVA NP) e sua potência nominal é de 1350 MW. Sozinha, poderia atender ao consumo de uma região metropolitana do tamanho de Curitiba, com dois milhões de habitantes. Energia Nuclear no Mundo Corresponde a 40% da produção de energia elétrica em 8 países: Bulgária, Bélgica, França, Hungria, Lituânia, Eslováquia, Suécia, Ucrânia e Suíça;
Nos últimos anos vários países interromperam seus programas nucleares, desativaram unidades e cancelaram encomendas;
No Brasil e EUA a política é pela retomada de construção de usinas nucleares. Energia Nuclear no Mundo Destinação do resíduos radioativo Ainda não há solução para o descarte do lixo radioativo;
O combustível nuclear é retirado do reator e armazenado em piscinas de resfriamento no interior da própria usina; Propostas:
envio ao espaço;
lançar para o sol através de foguetes;
enterrar no solo em embalagem especial com forte proteção para impedir o escape de radioatividade (risco de contaminação do ar e do solo);
amazenamento em grandes recipientes de aço ou concreto (risco à sociedade devido à proximidade com esses recipientes);
armazenar em contêiner em algumas poucas instalações regionais de superfícies Usinas de Angra dos Reis Gera resíduos classificados em três níveis de radioatividade:
Alta: combustível proveniente dos reatores nucleares e líquidos gerados no processo;
Média: peças de metal dos reator e rejeitos químicos;
Baixa: roupas de proteção e equipamentos de laboratório contaminados.

- Baixa e Média radioatividade: destinados a dois galpões de concreto construídos dentro de rochas, ao lado da usina;
- Alta radioatividade: armazenados em piscina dentro do reator (capacidade de armazenar resíduos gerados durante seus 40 anos de funcionamento previsto) Desastres relacionados a Usinas Nucleares EUA – Pensilvania, 1979 (falha no reator de água pressurizada)
Ucrânia – Chernobyl, 1986 (explosão de vapor)
Japão – Fukushima, 2011(terremoto / tsunami)
Brasil – Goiânia, 1987 (césio-137) Aspectos Positivos •Geração de empregos através da indústria de exploração, beneficiamento e produção de elementos combustíveis;

•Necessita de uma quantidade bem menor de combustível para a geração de energia, consequentemente, a área de exploração para a extração é menor que a área explorada para extração de carvão mineral;

•Energia Limpa: não produz gases do efeito estufa;

•Não necessitam de grandes áreas para a construção das usinas; Aspectos Negativos •Possível contaminação do meio ambiente no processo de extração do urânio pela injeção da solução ácida utilizado;
•Degradação da área explorada;
•Riscos à saúde dos trabalhadores responsáveis pela extração no subsolo;
•Altos custos de construção e operação das usinas (devido aos sistemas de emergência, de contenção e de estocagem de resíduos radioativos);
•Geração de material extremamente tóxico (como o plutônio);
•Risco de poluição do mar, devido ao lançamento do “lixo radioativo” em caixas de concreto; 1 Kg 14.000 barris 3.000 toneladas Usina PWR Tipos de Reações FUSÃO: é o processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro átomo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente liberta muito mais energia que consome. Até hoje a humanidade ainda não conseguiu encontrar uma forma de controlar a fusão nuclear como acontece com a fissão. (Principal tipo de fusão: Ocorre no interior das estrelas – Hélio e Hidrogênio se juntam liberando muita energia) Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto Obrigado!
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