Usina Nuclear

Depois de uma manhã inesquecível de mergulho, almoçamos uma comida deliciosa no porto e partimos em direção a Angra dos Reis para conhecer a Usina Nuclear de Angra dos Reis. A usina não se localiza certamente em Angra, e sim, na divisa de Angra com Paraty.

Na usina tivemos a oportunidade de conhecer um pouco mais os projetos da empresa Eletronuclear e entender os procedimentos feitos na usina para a geração de energia nuclear.

Energia nuclear é compreendida como a energia que é liberada em uma reação nuclear, sendo portanto um processo de transformação de núcleos atômicos. Através de reações nucleares isótopos de alguns elementos conseguem se transformar em outro isótopo ou elemento, liberando energia nesse processo; processo esse que baseia-se no principio da equivalência de energia e massa, em que durante reações nucleares massa se transforma em energia.

Uma das principais finalidades da tecnologia nuclear é gerar energia elétrica, em que aproveita-se do calor emitido na reação para aquecer a água até se tornar vapor, podendo assim, movimentar um turbogerador. A reação nuclear pode acontecer controladamente em um reator de usina nuclear ou descontroladamente em uma bomba atômica(causando uma reação chamada reação em cadeia).

Na física nuclear o processo de fissão nuclear é a quebra do núcleo de um átomo instável em dois átomos menores pelo bombardeamento de partículas como nêutrons. Os isótopos formados pela divisão têm massa parecida, no entanto geralmente seguem a proporção de massa de 3 para 2. O processo de fissão é uma reação exotérmica onde há liberação violenta de energia, por isso pode ser comumente observado em usinas nucleares e bombas atômicas. A fissão é considerada uma forma de transmutação nuclear pois os fragmentos gerados não são do mesmo elemento do que o isótopo gerador.

Sabe-se que o elemento urânio é encontrado na natureza na forma combinada. O isótopo mais abundante de urânio (238U) não possui um grande poder de fissão. Mas sabemos que o isótopo de urânio (235U) possui um grande poder de sofrer fissão nuclear. A probabilidade deste isótopo do urânio ser fissionado é da ordem de mil vezes maior que qualquer outro elemento.

A matéria prima para a fabricação de combustível nuclear nos reatores nucleares é o UO2, este óxido é muito pobre em urânio físsil (235U), isto é que pode sofre fissão nuclear. Aproximadamente 0,7% dos átomos de urânio presente neste oxido são urânio físsil, sendo assim necessário o enriquecimento de urânio, ou seja, a separação do urânio físsil do urânio não físsil. Dentre os processos de enriquecimento de urânio apenas dois processos se destacam industrialmente, sendo a difusão gasosa e a ultracentrifugação.

O processo de difusão gasosa consiste em comprimir o hexafluoreto de urânio (UF6) através de membranas porosas, associadas em série a fim de separar o 235U do 238U. No processo de ultracentrifugação, a separação é feita através da força centrifuga.

Para as usinas, o porcentual de enriquecimento é de 3% a 5%. Para mover submarinos, por exemplo, precisa-se de Urânio enriquecido a 20%. Com 95% de concentração de U-235 produz-se uma bomba atômica.

Fissão do núcleo de urânio - 235U, gerando dois novos núcleos, dois nêutrons livres e grande quantidade de energia.

Existem diferentes tipos de usinas; usinas PWR por exemplo, são usinas com reatores de água pressurizada, no modelo de Angra 1 e 2. A usina PWR conta com circuitos independentes e geradores de vapor, equipamentos que contêm uma quantidade significativa de água e que permitem que o resfriamento do reator ocorra por circulação natural até o restabelecimento de energia. sem a necessidade de se utilizar bombas acionadas por eletricidade.

Essas usinas funcionam da seguinte maneira, 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.

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 a dos demais.

Já usinas BWR são usinas com reatores à água fervente. Numa usina BWR, existe um circuito único, sem geradores de vapor. Um corte no fornecimento de energia interrompe imediatamente o resfriamento,

Esse tipo de usina usa a água que ferve para impulsionar diretamente a turbina e gerar eletricidade.

Por ser considerada uma energia limpa que não polui o meio ambiente, tendo apenas que ter cuidado com lixo radioativo fazendo com que ele seja bem armazenado, usinas nucleares muitas vezes são consideradas as melhores formas de produzir energia e são bastante investidas; porém, as usinas nucleares apesar de tudo causam severos impactos ambientais e riscos.

As desvantagens apresentadas são a respeito do lixo radioativo, uma vez que a energia elétrica produzida é por intermédio do processo de fissão nuclear, e não pode ser deixado exposto devido à radiação, o que causaria problemas na fauna e flora da região. O lixo radioativo deve ser muito bem acondicionado, pois pode demorar centenas de anos para perder suas propriedades radioativas.

Um outro fator de risco a ser considerado é a possibilidade de explosão da usina nuclear. O processo de fissão resulta em um alto aquecimento do urânio, e caso não seja controlado pode causar fusão do reator causando acidente nuclear de grandes proporções como as que acontecerem em Chernobyl na Ucrânia, e Fukushima no Japão.

Um dos principais problemas da energia nuclear é ela não ser uma fonte de energia limpa, ou seja, não liberar, durante seu processo de produção ou consumo, resíduos ou gases poluentes geradores do efeito estufa e do aquecimento global. A produção e o consumo de energia de fontes limpas são de extrema importância para a proteção do meio ambiente e para a manutenção da qualidade de vida das pessoas. Como não geram gases do efeito estufa (ou geram muito pouco), não favorecem o aquecimento global do planeta. Por outro lado, como não há queima de combustíveis fósseis, não há geração de gases poluentes ou resíduos sólidos que podem prejudicar a saúde das pessoas. A energia limpa é também um importante fator para se garantir o desenvolvimento sustentável do planeta.

Entre as usinas de fontes não renováveis, as melhores são as nucleares e gás natural, visando as restrições de reservas nacionais de outros combustíveis fósseis e a presença de significativas reservas de gás natural e urânio. Usinas nucleares, além de não apresentarem alto custo e garantirem boa eficiência, são capazes de reduzir a emissão de poluentes no ar, e consequentemente a diminuição do efeito estufa.

Apesar de todos os “benefícios” gerados pelas usinas nucleares, a geração de energia a partir de combustível nuclear pode apresentar um grande perigo para as pessoas e para o ambiente., demandando um maior investimento público e gerando mais poluentes quando comparada às energias renováveis (que por mais que não sejam muito eficientes, se bem investidas podem ser muito positivas).

O investimento ou não em usinas nucleares é um assunto que ainda deve ser muito debatido e estudado por profissionais nessas áreas, analisando-se sempre os prós e contras e pensando sempre no melhor para o nosso país e para o planeta Terra.

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