O que é 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.
Existem duas formas de aproveitar essa energia para convertê-la em calor: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais e também a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo.
Fissão Nuclear
Como Funciona a Energia Nuclear?
Para construir um reator nuclear você precisa de um punhado de urânio levemente enriquecido. Normalmente, o urânio é formado em péletes (que tem a forma de uma pílula) com aproximadamente o mesmo diâmetro de uma moeda de 10 centavos e mais ou menos 2,5 cm de espessura. Os péletes são dispostos em hastes longas agrupadas em feixes. Os feixes são normalmente submersos em água dentro de um recipiente de pressão. A água atua como refrigerante. Para que o reator funcione, o feixe, submerso em água, deve ser levemente supercrítico. Isso significa que se deixado sozinho o urânio eventualmente superaqueceria e derreteria.
Para evitar isso, as hastes de controle feitas de material que absorve nêutrons são inseridas no feixe usando um mecanismo que pode elevar ou abaixar as hastes de controle. Elevar ou abaixar as hastes de controle permite que os operadores controlem o índice de reação nuclear. Quando um operador quer que o núcleo de urânio produza mais calor, as hastes são elevadas para fora do feixe de urânio. Para criar menos calor, as hastes são abaixadas dentro do feixe de urânio. As hastes podem ser abaixadas completamente no interior do feixe de urânio para desligar o reator no caso de um acidente ou para trocar o combustível.
O feixe de urânio atua como uma fonte de calor de altíssima energia. Ele aquece a água, que se transforma em vapor, acionando uma turbina a vapor, a qual faz girar um gerador para produzir energia. Em alguns reatores, o vapor do reator atravessa um trocador de calor secundário e intermediário para converter a água de outro circuito em vapor, que aciona a turbina. A vantagem desse desenho é que a água/vapor radioativo nunca entra em contato com a turbina. Também, em alguns reatores, o fluido de resfriamento em contato com o núcleo do reator é um gás (dióxido de carbono) ou metal líquido (sódio, potássio); esses tipos de reatores permitem que o núcleo seja operado a temperaturas mais altas.
Vantagens e Desvantagens
Usinas de energia nuclear bem construídas têm uma importante vantagem no que se refere à geração de energia elétrica - são extremamente limpas. Comparadas com uma usina de energia a carvão, as usinas de energia nuclear são um sonho que se torna realidade de um ponto de vista ambiental. Uma usina de energia a carvão na verdade libera mais radioatividade na atmosfera que uma usina de energia nuclear funcionando adequadamente. As usinas a carvão também liberam toneladas de carbono, enxofre e outros elementos para a atmosfera.
Infelizmente, há problemas significativos com usinas de energia nuclear:
Extrair e purificar urânio não têm sido historicamente, um processo muito limpo;
Usinas de energia nuclear funcionando inadequadamente podem criar grandes problemas. O desastre de Chernobyl (em inglês) é um bom exemplo. Chernobyl foi inadequadamente projetada e impropriamente operada, mas mostra dramaticamente o cenário do pior caso. Chernobyl espalhou toneladas de poeira radioativa na atmosfera;
O combustível gasto nas usinas de energia nuclear é tóxico por séculos e, ainda, não há instalação de armazenamento permanente e segura para ele;
O transporte de combustível nuclear para e das usinas apresenta algum risco, embora até hoje, o registro de segurança nos Estados Unidos tenha sido bom.
Um Acontecimento: Desastre de Chernobyl
O acidente aconteceu durante um teste de segurança para checar se a turbina do reator poderia produzir energia suficiente para manter as bombas de refrigeração funcionando, em caso de queda de energia. Mas quando a paralisação de emergência falhou, o reator ficou fora de controle, como uma gigantesca panela de pressão. A violenta explosão pôde ser vista a quilômetros de distância.
A tampa isolante de 1.000 toneladas explodiu e, a temperaturas acima de 2.000°C, o núcleo do reator derreteu. A cobertura de grafite do reator pegou fogo, e no verdadeiro inferno que se seguiu, os produtos da fissão radioativa liberados durante o derretimento do núcleo foram despejados na atmosfera. Uma nuvem de material potencialmente letal pairou sobre a Escandinávia e a Europa, e chegou à Escócia; 31 membros da equipe de Chernobyl e bombeiros morreram imediatamente, ou logo após a explosão. Calcula-se que cerca de 2.500 pessoas que moravam nos arredores tenham morrido desde 1986, e milhares ainda sofrem de problemas de saúde relacionados aos altos níveis de radiação produzidos pelo acidente. Três milhões e meio de pessoas foram evacuadas da Ucrânia, mas cerca de cinco milhões ainda vivem em áreas contaminadas.
Depois da evacuação inicial, centenas de pessoas voltaram a Chernobyl. Elas lutaram corajosamente para limitar a contaminação nos meses seguintes à explosão, muitos sem usar trajes protetores. O reator foi selado em um imenso sarcófago de concreto, mas ainda vai levar anos e milhões de dólares para descontaminar o local adequadamente.
Energia Nuclear no Brasil
A construção de Angra 1 foi iniciada em 1972 , a primeira reação em cadeia foi estabelecida em 1982 e a usina entrou em operação comercial em 1985. Desde então já gerou mais de 40 milhões de MWh, energia equivalente ao consumo aproximado de 20 milhões de habitantes ao longo de um ano, ou de um milhão de habitantes ao longo dos seus 20 anos de operação. Após a solução de alguns problemas surgidos nos primeiros anos de sua operação, Angra 1 apresenta um excelente desempenho, tendo operado em 2001 com um fator de disponibilidade de 83%. Isto a coloca dentro dos padrões mundiais de desempenho, de acordo com os critérios da WANO e do INPO.
Angra 1, com 657 MW de potência, é constituída pelos edifícios do Reator, de Segurança, do Combustível, do Turbogerador, Auxiliares Norte e Sul e da Administração.
Angra 2 foi projetada com uma potência de 1309 MW mas, graças à adoção de melhorias tecnológicas e ao excelente desempenho de seus sistemas e operadores, seu valor nominal foi revisto, passando para 1350MW disponíveis para operação em regime contínuo, valor este homologado pela ANEEL e incorporado aos processos de planejamento e programação do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS).
Em 2001, durante seu primeiro ano completo de operação, Angra 2 apresentou um excepcional desempenho, alcançando um fator de disponibilidade de 94% e gerando 10,5 milhões MWh, o que a colocou em 16º lugar no ranking mundial das usinas nucleares com maior volume de geração de energia.
Em 1984, deu-se início à mobilização do canteiro de obras, no mesmo sítio de Angra 1 e Angra 2. Foram executados os serviços de cortes de rocha e de abertura de cavas para os blocos de fundação, porém, as obras foram paralisadas por falta de recursos, em 1986. Grande parte do suprimento de equipamentos importados, entretanto, já está concluída. Os equipamentos estão armazenados no local e a Eletronuclear mantém um sistema de preservação e inspeções técnicas que garantem as perfeitas condições de sua utilização.
Em agosto de 2001, a Eletronuclear submeteu ao CNPE (Conselho Nacional de Política Energética), proposta de retomada do empreendimento, cujo progresso atual é de 30 %. Em dezembro, a Eletronuclear foi autorizada pelo CNPE a seguir com as ações relativas ao empreendimento levando em conta a Moção 31 do CONAMA, de novembro de 2001, que recomenda a realização dos procedimentos relativos ao processo de licenciamento ambiental de Angra 3.
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