quinta-feira, 13 de outubro de 2011

Fissão e Fusão nuclear


Fissão



Fissão nuclear está relacionada à divisão do núcleo do átomo. Ela compreende em uma reação que se inicia com o choque de um nêutron com um núcleo instável que proporciona a quebra deste último.
Esse processo ocorre na natureza à temperatura e pressão ambientes. Ele é utilizado para a produção de energia, embora o lixo radioativo seja considerado um problema. Também é usada para a fabricação de bombas nucleares, como as da II Guerra Mundial e as atuais, de países como a Coréia do Norte. 
Fusão
Já a fusão nuclear compreende a colisão de dois átomos para a formação de um terceiro, mais pesado. A reação acaba por liberar energia e, dependendo de quais forem os reagentes, um nêutron livre. Os átomos não se colidem naturalmente, para que isso ocorra com mais facilidade e eficácia é necessário sujeitar esses átomos a condições particulares, das quais podem se destacar a pressão e temperatura altíssimas.
            A fusão é atualmente utilizada na produção de bombas de hidrogênio, um tipo de bomba nuclear. Futuramente, servirá, principalmente para produzir energia de forma mais eficiente e limpa que a fissão.
            Uma das grandes diferenças entre esses dois processos, fissão e fusão, é que o último citado, ao contrário do outro, é limpo. Nessa reação dois isótopos se reúnem para formar um átomo de hélio, gás inerte e não-radioativo. Já na fissão, quando um átomo de urânio é dividido ele pode gerar quaisquer dois elementos (desde que o peso dos dois somados seja igual a do urânio). Isso inclui os altamente tóxicos e radioativos, que não podem ser liberado, no ambiente, exigindo um armazenamento especial.

Bomba atômica

 
As bombas nucleares estão relacionadas à reação nuclear descontrolada e, portanto explosiva.  A eficácia da bomba está ligada à grande quantidade de energia liberada e em sua toxidade, que apresenta duas formas: radiação e substâncias emitidas, ambas radioativas. A força da explosão de uma bomba é de 5 mil até 20 milhões de vezes maior, se comparada a explosivos químicos. A temperatura gerada em uma explosão termonuclear atinge de 10 até 15 milhões de graus Celsius no centro da explosão.
A história mundial é composta por duas situações nas quais bombas atômicas foram utilizadas e causaram estragos irreversíveis. Essas bombas foram lançadas durante a Segunda Guerra Mundial, ambas pelos Estados Unidos, contra o Japão, nas cidades de Hiroshima e Nagasaki. O poder da destruição das bombas foi imenso, quase 200 mil pessoas foram mortas.
O idealizador da possibilidade de construção de uma bomba atômica foi Einstein. Ele desenvolveu teorias que passaram a ser estudas por outros cientistas e foram colocadas em práticas.
A evolução disso resultou na construção de uma bomba de fissão nuclear em 1945 feita por uma equipe liderada por J. Robert Oppenheimer. Um tempo depois inventou-se bomba de hidrogênio, chamada de bomba H. A partir daí, várias bombas nucleares passaram a ser criadas e utilizadas por inúmeros países.

O urânio e seu enriquecimento no Brasil


Entrevista com o professor químico Shirlon, Colégio Integração.

O urânio é extraído em mina em forma de rocha. Cerca de 99,3% é do tipo 238, os 0,7% restante correspondem ao urânio 235 que é o utilizado na construção de bombas atômicas.
Esse elemento da natureza é muito mais poderoso do que o petróleo.  No Brasil 99% de sua utilização é voltada para a geração de energia. 1% é destinado para a agricultura e medicina.
Pelo que se tem conhecimento, há urânio na Bahia, Ceará, Paraná e Minas Gerais. O governo brasileiro, porém, só tem estudos de 25% do solo brasileiro. Mesmo assim, o país tem a sétima reserva mundial do elemento.

Mina de Caetité, na Bahia

Atualmente, há somente uma mina brasileira de onde se extrai essa fonte energética. Ela é denominada mina de Caetité e se localiza na Bahia. O pó sai da mina, passa por um processo de refinamento e vai para a usina de enriquecimento que fica em Resende (RJ).

O “yellow cake”, pó amarelo usado na produção
de energia nuclear.
 
            Até 2006, esse processo, denominado enriquecimento, era feito somente no exterior e o país tinha com isso um gasto anual de 25 milhões de dólares. Ele é de grande importância, pois pode ser usado tanto para produzir energia quanto para fabricar armas atômicas. Por isso, antes de iniciar suas operações, a fábrica de Resende teve suas instalações vistoriadas por inspetores da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) em 2004, mas acabou tendo seu funcionamento liberado mesmo sem os inspetores terem visto suas centrífugas, tratadas como segredo tecnológico.
            Essa fonte energética, por motivo de segurança, é controlada pelo governo federal. A Eletronuclear é responsável pela geração de energia nuclear e as Indústrias Nucleares Brasileiras (INB) são responsáveis pela extração e beneficiamento do urânio.

Energia Nuclear no Brasil



A produção de energia atômica foi destinada a ocorrer no Brasil, por meio do Programa Nuclear Brasileiro que começou a ser definido por volta do ano de 1960 pelo governo.
Ela passou a ser considerada fundamental pelos governantes brasileiros, devido à hipótese de que faltaria no ano 2000 energia elétrica, em virtude do esgotamento do potencial hidrelétrico. Em 1973, o governo propôs, por meio da Eletrobrás (Centrais Elétricas Brasileiras S.A.), um plano de construir cerca de oito usinas nucleares até 1990. Em 1974, criou-se a Nuclebrás (Empresas Nucleares Brasileiras S.A.) que ficou responsável pela execução desse plano. Sendo assim, nesse mesmo ano já se encontravam em andamento as obras civis da primeira usina nuclear brasileira: Angra I, tendo esse nome, pois foi construída na cidade de Angra dos Reis no estado do Rio de Janeiro. Essa usina, porém, só foi ter o seu funcionamento efetivo em 1981. Devido aos problemas técnicos ela teve que ser paralisada e só voltou a funcionar em 1983.
No dia 27 de junho de 1975, com o argumento de que o Brasil já apontava escassez de energia elétrica foi assinado na cidade alemã de Bonn o Acordo de Cooperação Nuclear, pelo qual o Brasil compraria oito usinas nucleares e obteria toda a tecnologia necessária ao seu desenvolvimento nesse setor. Dessa forma, foi dado o passo definitivo para o início da “Era Nuclear Brasileira”.
A partir daí, passaram a crescer os investimentos em relação à produção de energia nuclear no país. Assim, outra usina nuclear – Angra II - passou, em 2000, a entrar em operação. Os projetos relacionados à construção das usinas nucleares evoluíram e foi considerado necessário dar origem a mais uma usina. Sendo assim, deu-se início às obras da Angra III que estão previstas a serem encerradas em 2015. Mas já se sabe que as chances dessa data de término da construção se prolongar são muito grandes. Pois menos de 8% das obras foram concluídas.
Usinas nucleares em Angra dos Reis (RJ).

Apesar de inovador, o Programa Nuclear Brasileiro, tem sido muito criticado por cientistas e pela população em geral. Dentre os motivos, destaca-se o fato dos responsáveis por esse programa não terem consultado à população nem às associações científicas representativas do país antes de iniciar a construção das usinas em Angra dos Reis, percebeu-se, com isso, que a alegação de que faltaria eletricidade era falsa.
A energia nuclear vem causando algumas consequências consideradas desvantajosas para o crescimento econômico do Brasil. Pode-se citar como exemplo, os custos de construção e operação das usinas que são altos, correspondendo muitas vezes a três vezes mais que os de uma usina hidrelétrica equivalente. Isso quer dizer que o preço por cada quilowatt gerado por uma fonte nuclear é três vezes maior do que o gerado por uma fonte hidrelétrica.
Outra grande desvantagem contida na extração de energia nuclear está relacionada aos riscos que ela envolve. Já foi presenciado pelo mundo, acidentes como Three Miles Island nos Estados Unidos, ocorrido em 1979 e o de Chernobyl, em 1986. O Brasil também pôde viver uma experiência relacionada a um acidente nuclear.
No dia 13 de setembro de 1987, ocorreu em Goiânia o maior acidente radioativo em área urbana. Lá já funcionavam radioterapias que tinham como principais ferramentas as radiações ionizantes, as quais são altamente energizadas. O acidente ocorreu no Instituto Goiano de Radiologia (IGR) que se encontrava fechado e nele havia um aparelho abandonado utilizado para fazer radioterapia, em seu interior havia o isótopo césio 137 dentro de uma cápsula, que até então era blindada. O césio 137 é um isótopo do césio por possuir mesmo número de prótons e diferente número de nêutrons e é um radioisótopo por ser emissor de radiação. Ele era utilizado para bombardear com precisão células cancerígenas e destruí-las sem afetar os tecidos próximos.

  Acidente nuclear em Goiânia (1987).

 
O acidente ocorreu quando catadores de papel, em busca de sucatas que pudessem ser vendidas a um ferro velho, invadiram a antiga IGR e levaram para a casa a cápsula que continha o césio 137 e em seguida a violaram. Consequentemente, pessoas, animais, superfícies e tudo que estava próximo ao local sofreram irradiação e foram contaminadas pelo césio 137.
Essa radiação pode causar sérias alterações no organismo humano, que possivelmente resultará em câncer, em síndrome de down, em albinismo ou em anemia. Isso ocorre devido ao fato da mesma possuir capacidade de remover os elétrons da eletrosfera. Esse acidente gerou cerca de 13,4 toneladas de rejeitos radioativos o que acabou por matar e danificar a vida de várias pessoas.



Criança atingida pelo acidente em Goiânia.

 
   
Apesar de ter provocado sérios acidentes, a produção de energia nuclear não deve ser analisada apenas pelo ponto de vista negativo. Ela funcionando como uma fonte alternativa de energia possui várias vantagens que também devem ser levadas em consideração.
As indústrias brasileiras, por exemplo, procuram se beneficiar das fontes radioativas para o melhoramento na qualidade do processo produtivo. Cerca de 30% das licenças para o uso dessas fontes estão sob posse dessas companhias.
Montar uma usina nuclear em um país não é um projeto simples. Pois, isso demanda a utilização de uma alta tecnologia. Por isso, a vinda das usinas Angra I, II e III para o Brasil acabou inevitavelmente inovando a área tecnológica do país e trazendo um avanço significativo.
O uso das fontes energéticas nucleares realizado pelas indústrias está relacionado principalmente à medição de espessuras e vazamentos de líquidos. Mas há casos particulares como as indústrias de papel, que usam fontes como o cobalto-60, o irídio-192, o césio-137 e o amerício-241 são essenciais para a garantia de que todas as folhas tenham as mesmas espessuras, para atender as exigências de qualidade do mercado mundial. Já na indústria de bebidas, a radiação é usada para controle de enchimento de vasilhames.