Urânio e seu funcionamento nas usinas termonucleares

Yellowcake

            O urânio é um elemento encontrado na natureza, o qual é caracterizado por possuir uma grande capacidade de emitir radiação. Dentre as aplicações que são feitas com ele, a maior se encontra nas usinas térmicas.

            O núcleo do átomo de urânio quando submetido a um processo denominado fissão, libera energia. Essa liberação de energia pode ocorrer de duas formas: lenta ou rápida. Se ela for liberada lentamente, irá se manifestar em calor. Mas se for rapidamente, a manifestação será em luz.

            Nas usinas termonucleares a energia é liberada lentamente e aquece a água localizada no interior dos reatores a fim de produzir o vapor que movimenta as turbinas. As usinas térmicas possuem vaso de pressão, uma estrutura que contém a água de refrigeração no núcleo do reator. Ela é responsável pela a ocorrência do chamado circuito primário que corresponde à circulação de água quente e altamente radioativa por um interior de um gerador.

            Esse circuito fechado aquece outra corrente de água que passa pelo gerador e se transforma em vapor, acionando a turbina para a geração de energia elétrica (ocorre assim, o circuito secundário).

            O urânio ao chegar às usinas térmicas, não se encontra em estado puro. Por isso, para atingir o estado ideal para uso nas usinas termonucleares, esse elemento tem que passar por três processos. Sendo eles: mineração, conversão e enriquecimento.

            Na primeira etapa, a  da mineração, ocorre a extração do minério e o envio dele a uma unidade de beneficiamento, onde é purificado e concentrado, originando um sal chamado yellowcake (sua fórmula química é U3O8).

            Na segunda etapa, esse sal é dissolvido, purificado e convertido para o estado gasoso (gás UF6). Já na terceira fase, a de enriquecimento, acontece o aumento da concentração do combustível das usinas nucleares, o urânio 235. Para obter um quilo do produto, são necessários cerca de oito quilos de yellowcake.

Aplicação da Energia Nuclear

As substâncias produzidas nos reatores nucleares têm sido usadas em alguns ramos, principalmente os ligados à saúde. Algumas técnicas relacionadas a esse uso foram criadas. Como exemplo, pode-se citar a cintilografia. Ela utiliza a propriedade do radiofármaco (um composto químico, cuja formação está associada aos radioisótopos que são produzidos em usinas nucleares).

Essa técnica compreende na fixação desse composto em um determinado órgão, como a tireóide. Após certo tempo, imagens passam a ser produzidas por aparelhos detectores de radiação. Essas imagens formadas juntamente com a análise da concentração e captação do radiofármaco auxiliam o médico a concluir o seu diagnóstico.

Outro uso da radiação nuclear é a teleterapia. Muito utilizada na terapia do câncer, trabalha com uma fonte de colbato-60, tradicionalmente, ou com outro isótopo, como o césio-137, caracterizado por emitir uma quantidade grande de radiação. Uma fonte externa é colocada a certa distância do paciente e a radiação é então emitida de uma forma local, para assim destruir as células cancerígenas.

Além dessa última citada há ainda outros métodos relacionados à terapia oncológica. Um deles é a chamada braquiterapia ou curieterapia, onde pequenas fontes são colocadas em contato direto com a parte do corpo que irá ser tratada, ou algumas vezes, são implantadas na região e depois são retiradas. Esse processo pode ser usado no tratamento de próstata, de útero, dentre outros.

O uso da energia nuclear na medicina vem se tornando cada vez mais frequente e indispensável. Salvar vidas é sempre a principal meta, a qual os médicos procuram alcançar. Quando se consegue fazer isso com o auxílio de tratamentos inovadores, tudo pode se tornar mais fácil.

Acidentes nucleares

 

Acidentes nucleares 

Acidente de Three Mile Island

Esse acidente ocorreu no dia 28 de março de 1979, nos Estados Unidos. O acontecimento se deu às falhas técnicas, humanas e operacionais e não permitiram o resfriamento normal de um reator na usina Three Mile Island, localizada na Pensilvânia. Seu núcleo começou assim a derreter, devido ao aumento da pressão. Uma válvula abriu-se para reduzir a pressão que voltou mais tarde ao normal. Mas essa permaneceu aberta, ao contrário do que o indicador do painel de controle assinalava. Então a pressão continuou a cair e foi liberado assim água radioativa, 1,5 milhão de litros de água foram lançados no rio Susquehanna. O ocorrido no país norte-americano foi extremamente grave. Cerca de 140 mil pessoas foram retiradas da região, e gases radioativos escaparam e atingiram a atmosfera. Não há relatos de mortes.

usina Three Mile Island

Acidente de Chernobyl

            O acidente nuclear de Chernobyl aconteceu em 26 de abril de 1986, quando os operadores da usina nuclear realizaram um experimento com o reator 4. A intenção inicial era observar o comportamento do reator nuclear quando utilizado com baixos níveis de energia. Contudo, para que o teste fosse possível, os responsáveis pela unidade teriam que quebrar o cumprimento de uma série de regras de segurança indispensáveis. Foi nesse momento que uma enorme tragédia nuclear se desenhou no Leste Europeu.
            Entre outros erros, os funcionários envolvidos no episódio interromperam a circulação do sistema hidráulico que controlava as temperaturas do reator. Com isso, mesmo operando com uma capacidade inferior, o reator entrou em um processo de superaquecimento incapaz de ser revertido. Em poucos instantes a formação de uma imensa bola de fogo anunciava a explosão do reator rico em Césio-137, elemento químico de grande poder radioativo.

            O acidente em Chernobyl é considerado o pior acidente nuclear da história da energia nuclear, produzindo uma nuvem de radioatividade que atingiu a União Soviética, Europa Oriental, Escandinávia e Reino Unido, com a liberação de 400 vezes mais contaminação que a bomba que foi lançada sobre Hiroshima e Nagasaki, no fim da Segunda Guerra Mundial.

            Para alguns especialistas, as dimensões catastróficas do acidente nuclear de Chernobyl poderiam ser menores caso esse modelo de usina contasse com cúpulas de aço e cimento que protegessem o lugar. Não por acaso, logo após as primeiras ações de reparo, foi construído um “sarcófago” que isolou as ruínas do reator 4. Enquanto isso, uma assustadora quantidade de óbitos e anomalias indicava os efeitos da tragédia nuclear.

Cidade fantasma!

            Após 25 anos do catastrófico desastre nuclear, Chernobyl se tornou uma cidade fantasma. Perto da usina, o cenário é desolador: não há vegetação, não há vida. O então governo soviético admitiu 15 mil mortes, mas, pelas contas de organizações não governamentais foram pelo menos 80 mil vítimas.

Vantagens X Desvantagens

Vantagens X Desvantagens

            Há algum tempo vem se discutindo constantemente o uso da energia nuclear como fonte de energia em diversos países. Porém, várias dúvidas sobre esse assunto ainda rodeiam o nosso dia-a-dia: É perigoso? Pode ocorrer o risco de explosão? Gera muita ou pouca poluição? O custo operacional é barato ou caro?

            Para responder essas perguntas, iremos listar as principais vantagens e desvantagens da utilização da energia nuclear como fonte de energia.

VANTAGENS:

→ Contribui quase de forma inexistente para o efeito estufa;

→ Combustível barato, além de ser em pouca quantidade;

→ Independe das condições climáticas e ambientais (como por exemplo, das usinas solares que dependem do sol e das hidroelétricas que dependem da vazão de um rio);

→ Não utiliza grandes áreas de terreno: a área central requer pequenos espaços para sua instalação;

→ A poluição gerada diretamente é muito pequena, quase inexistente.

→ A quantidade de lixo produzido é bem reduzida;

→ O risco de transporte do combustível é menor quando comparado ao gás e ao óleo das termoelétricas;

→ Não necessita de armazenamento da energia produzida em baterias;

→ A tecnologia do processo é bastante conhecida.

DESVANTAGENS:

→ Alto custo de produção, principalmente, em razão da tecnologia e segurança empregadas;

→ Risco do reator vazar ou explodir, liberando radioatividade na atmosfera e nas terras próximas;

→ Os resíduos produzidos emitem radiatividade durante muitos anos;

→ Dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em questões de localização e segurança (atualmente é depositado em desertos, fundo de oceanos ou dentro de montanhas);

→ Necessidade de isolar a central após o seu encerramento;
→ Lixo atômico: É composto por isótopos radioativos extremamente perigosos, como césio, estrôncio, iodo, criptônio e plutônio. São criados e posteriormente descartados. Se ele não for tratado de forma correta, pode provocar sérios riscos à humanidade, pois abrange todo material que não pode ser reutilizado e que contém elementos radioativos. É importante lembrar que esse lixo atômico não pode ser tratado como lixo comum.

Usinas Nucleares

Atualmente no mundo, são 432 usinas nucleares em funcionamento, 125 desligadas e 42 em construção.

Distribuição das centrais nucleares no mundo (2007).

 

Algumas usinas nucleares no mundo são:

 

Central Nuclear de Bruce – Canadá.

 

Central Nuclear de Atucha – Argentina.

Central Nuclear de Gösgen – Suíça.

Central Nuclear de Grafenrheinfeld – Alemanha.

Central Nuclear de OhiNPP – Japão.

 

Central Nuclear de Susquehanna – Estados Unidos.

Central Nuclear de Tricastin – França.

Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (Angra) – Brasil.

Usina Nuclear de Temelín – Republica Checa.

 

Usina Nuclear de Qinshan – China.