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Usina Nuclear 2

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by

Leonardo Martins

on 18 September 2012

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Transcript of Usina Nuclear 2

Usina Nuclear A energia nuclear está na força que mantém os componentes dos átomos unidos (prótons, elétrons e nêutrons). Quando estes componentes são separados, há uma grande quantidade de energia liberada, que pode ser calculada pela equação de Einstein: E = mc² , onde E é a energia liberada, m a massa total dos átomos participantes da reação, e c a velocidade da luz. Logo nota-se que a energia resultante é muito grande.Uma das maneiras de retirar essa energia é através da fissão nuclear. A Fissão Nuclear acontece quando um átomo (geralmente de urânio U-235) é bombardeado com nêutrons. Então, este átomo ficará com uma massa maior, tornando-se muito instável. Por causa da instabilidade, ele se dividirá em dois novos átomos (no caso do urânio, se dividirá em criptônio (Kr) e bário (Ba)) e mais alguns nêutrons que não ficarão em nenhum átomo. Esses neutrôns livres vão se chocar em outros átomos, gerando uma reação em cadeia. É este o processo utilizado nas usinas Nucleares. Fissão Nuclear As usinas nucleares utilizam o princípio da fissão nuclear para gerar calor. Dentro do Reator Nuclear, centenas de varetas contendo material radioativo são fissionadas, liberando muito calor. Este calor irá aquecer a água (totalmente pura) que fica dentro do reator. Ela pode chegar á incríveis 1500°C a uma pressão de 157atm. Essa água quente irá seguir por tubos, até o vaporizador, depois volta ao reator, completando o circuito primário.No vaporizador, uma outra quantidade de água será fervida, pelo calor de tubos onde passam a água extremamente quente do reator. O vapor gerado sairá por canos, até onde ficam localizadas as turbinas e o gerador elétrico. O vapor d’água pode girar as pás das turbinas a uma velocidade de 1800rpm. Depois que o vapor executar sua função, ele segue para o condensador, onde vai virar água novamente e retornar ao vaporizador. Este é o chamado circuito secundário.Para que o condensador transforme o vapor do circuito secundário em água, é necessário que ele seja abastecido de água fria. Essa água fria pode vir de rios e lagos próximos. Ao passar pelo condensador, esta água fica quente, necessitando ser resfriada nas torres de resfriamento (a maior parte de uma usina nuclear). Este é o circuito terciário (ou sistema de água de refrigeração). Usina Nuclear As principais vantagens da energia nuclear são: o combustível é barato e pouco (em comparação com outras fontes de energia), é independente de condições ambientais/climáticas (não depende do sol, como usinas solares, ou da vazão de um rio, no caso das hidroelétricas), a poluição gerada (diretamente) é quase inexistente. Não ocupa grandes áreas. A quantidade de lixo produzido é bem reduzido. O custo da energia gerada fica em torno de 40 dólares por MW, mais caro que a energia das hidroelétricas, mas mais barato que a energia das termoelétricas, usinas solares, eólica, etc. Vantagens Alto custo de construção, em razão da tecnologia e segurança empregadas; Mesmo com todos os sistemas de segurança, há sempre o risco do reator vazar ou explodir, liberando radioatividade na atmosfera e nas terras próximas, num raio de quilômetros. Não existem soluções eficientes para tratamento do lixo radioativo, que atualmente é depositado em desertos, fundo de oceanos ou dentro de montanhas.
A fissão nuclear resulta na produção de outros elementos químicos, como plutônio. Este é usado na produção de bombas atômicas. Por isso, órgãos controladores internacionais (e americanos), tentam impedir que certos países (atualmente, o Iraque e Coréia do Norte), dominem a tecnologia nuclear. Desvantagens Os principais componentes que compôem o lixo radioativo produzido nas usinas nucleares, são os produtos da fissão nuclear que ocorre no reator. Após anos de uso de uma certa quantidade de Urânio, o combustível inicial vai se transformando em outros produtos químicos, como criptônio, bário, césio, etc, que não tem utilidade na usina. Ferramentas, roupas, sapatilhas, luvas e tudo o que esteve em contato direto com esses produtos, é classificado como lixo radioativo.
Nos Estados Unidos, os restos são colocados em tambores lacrados, e enterrados bem fundo em desertos. O custo para armazenar os tambores são tão grandes quanto a manutenção da usina. Existem projetos para levar o lixo radioativo em cápsulas em direção ao sol, o que poderia ser uma solução definitiva para o problema, já que por 100.000 anos a radiação estará sendo emitida por esses materiais.
Os reatores desativados também são incluidos nessa classificação. Nenhum reator nuclear usado foi aberto no mundo todo. Geralmente são cobertos de concreto e levados para outro lugar.
Para os ambientalistas, o destino do lixo radioativo é o principal motivo deles serem contra a energia nuclear, já que ainda não se tem uma solução definitiva, e pouco se sabe das consequências da radiação para o meio ambiente. Alguns anos após a explosão de Chernobyl, na Ucrânia, milhares de pessoas desenvolveram doenças estranhas, que são atribuídas à radioatividade na região . Lixo Radioativo Japão 2012 Após o desastre de Fukushima o governo japonês anunciou dia 14 de Setembro um marco histórico em sua estratégia energética e ambiental garantindo que até 2030 o país não terá mais usinas nucleares. No Brasil O Brasil possui duas usinas em operação atualmente: Angra 1 e Angra 2, instaladas no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro, com potencial de geração de 2 mil megawatts. A inauguração da usina de Angra 3 está prevista para 2015, adicionando mais 1080 megawatts de energia elétrica à disposição. Mas o Ministério Público Federal de Angra dos Reis recomendou a suspensão da construção de Angra 3 , pois foi feito análise inadequadamente da segurança . Todas as Usinas do Mundo Africa do Sul : 2 usinas e 1 em construção .
Alemanha : 9 usinas .
Argentina : 2 usinas e 1 em construção .
Arménia : 1 usina .
Bélgica : 7 usinas .
Brasil : 2 usinas e 1 em construção .
Bulgária : 2 usinas e 2 em construção .
Canadá : 18 usinas e 7 em construção .
China : 11 usinas e 5 em construção .
Coreia do Sul : 20 usinas e 4 em construção .
Eslováquia : 5 usinas .
Eslovênia : 1 usina .
Espanha : 8 usinas .
Estados Unidos : 104 usinas e 1 em construção .
Finlândia : 4 usinas e 1 em construção .
França : 59 usinas e 1 em construção .
Paises Baixos : 1 usina .
Hungria : 4 usinas .
Índia : 17 usinas e 6 em construção .
Japão : 1 construção .
Lituânia : 1 usina .
México : 2 usina .
Paquistão : 2 usinas e 1 em construção .
Reino Unido : 19 usinas .
Republia Tcheca : 6 usinas .
Roménia : 2 usinas .
Rússia : 31 usinas e 7 em construção .
Suécia : 10 usinas .
Suiça : 5 usinas .
Twaian : 6 usinas e 2 em construção .
Ucrânia : 15 usinas . Acidente de Chernobyl O acidente nuclear de Chernobyl, aconteceu na Ucrânia, na madrugada de 26 de abril de 1986 e é considerado o maior desastre que já aconteceu na história da utilização da energia atômica em todo o planeta. Especialista dizem que, a proporção do acidente nuclear foi tão grande porque a União Soviética, que governava a Ucrânia, e muitos outros países, tentou esconder o acidente durante algum tempo, sendo que o mundo só ficou sabendo do desastre, dias depois, quando a fumaça radioativa atingiu outros países: toda a União Soviética, Europa Oriental, Escandinávia e Reino Unido. Até hoje não se sabe ao certo quantas pessoas morreram em decorrência do acidente, nem se tem certeza sobre o que o causou, no entanto existem duas teorias.A primeira teoria relata que quando uma equipe responsável pelo plantão no reator que explodiu (chamado de Chernobil-4), começou a fazer um experimento, que buscava verificar o que aconteceria com as bombas de resfriamento caso ocorresse uma pane ou interrupção de energia. Lembrando que as bombas de resfriamento são as responsáveis por bloquear e diminuir as temperaturas dos reatores, local onde fica depositado o combustível nuclear. Durante o experimento, a equipe desligou o sistema de segurança da unidade, com a intenção de evitar que houvesse a interrupção de energia no reator. Porém, tudo ocorreu de forma contrária e ao invés da diminuição da capacidade de energia do reator para 25%, houve um aumento muito maior do que a estrutura poderia suportar, causando a explosão, que atingiu mais de 2000ºC de temperatura, que impulsionou o incêndio do grafite existente, que moderava os nêutrons no reator. O grafite permaneceu queimando por muito tempo, fazendo com que inúmeras tentativas de cessar fogo e impedir mais liberação de material radioativo fossem em vão.A segunda teoria diz que a explosão ocorreu por causa de defeitos no projeto do reator que explodiu, mais especificamente, nas hastes de controle, que ficavam dentro do reator Chernobil-4. Após o acidente, uma estrutura de concreto e aço foi construída sobre o reator Chernobil-4, essa estrutura tem o nome de Sarcófago, e sua finalidade é impedir a liberação dos 95% do combustível nuclear ainda existente no local. A usina Nuclear de Chernobyl só foi desativada no dia 12 de dezembro de 2000. Enegia Nuclear Bomba Atômica No final da Segunda Guerra Mundial (1945), os Estados Unidos jogaram bombas nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki. Aproximadamente duzentas mil pessoas morreram nestes ataques. Milhares de pessoas, em função da radiação liberada pelas bombas, desenvolveram doenças graves e vários tipos de câncer. Muitas dessas doenças foram passadas, de forma hereditária, para os descendentes.
Países que possuem arsenal nuclear (declarados):
Estados Unidos, Inglaterra, Rússia, França, China, Paquistão e Israel.
Tipos de bombas nucleares:
- Bomba de fissão nuclear
- Bomba de fusão nuclear
- Bomba suja
- Bomba de nêutrons
Elas são tão poderosas que podem chegar a destruir uma cidade, arrasando construções e matando e ferindo milhares de pessoas. Fusão Nuclear Na Fusão Nuclear, dois ou mais núcleos atómicos juntam-se e formam um outro núcleo de maior número atómico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente liberta muito mais energia que consome. Quando ocorre com elementos mais leves que o ferro e o níquel (que possuem as maiores forças de coesão nuclear de todos os átomos, sendo portanto mais estáveis) geralmente liberta energia, e com elementos mais pesados consome. O processo baseia-se em aquecer suficientemente núcleos de deutério até se obter o estado plasmático. Neste estado, os átomos de hidrogénio desagregam-se permitindo que ao se chocarem ocorra entre eles uma fusão produzindo átomos de hélio. A diferença energética entre dois núcleos de deutério e um de hélio será emitida na forma de energia que manterá o estado plasmático com sobra de grande quantidade de energia útil.A principal dificuldade do processo consiste em confinar uma massa do material no estado plasmático já que não existem reservatórios capazes de suportar a elevada temperatura. Um meio é a utilização do confinamento magnético.
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