Grupo da Julyana

ENERGIA NUCLEAR
- O que é?
Energia nuclear é a energia liberada durante a fissão ou fusão dos núcleos atômicos. As quantidades de energia que podem ser obtidas mediante processos nucleares superam em muitas as que se pode obter mediante processos químicos, que só utilizam as regiões externas do átomo.
Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de através de reações nucleares, emitirem energia durante o processo. Baseia-se no princípio que nas reações nucleares ocorre uma transformação de massa em energia. A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento podendo transformar-se em outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros se deve provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras.
Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo. A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. . A principal vantagem da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis, não lançando na atmosfera gases tóxicos, e não sendo responsável pelo aumento do efeito estufa.

- Como é obtida?
As novas gerações de centrais nucleares utilizam o tório como fonte de combustível adicional para a produção de energia ou decompõem os resíduos nucleares em um novo ciclo denominado fissão assistida. Os defensores da utilização da energia nuclear como fonte energética consideram que estes processos são, atualmente, as únicas alternativas viáveis para suprir a crescente demanda mundial por energia ante a futura escassez dos combustíveis fósseis. Consideram a utilização da energia nuclear como a mais limpa das existentes atualmente.

- Como é a conversão para energia elétrica?
Para se obter energia elétrica a partir da energia nuclear é necessário que haja a fissão nuclear de um átomo, geralmente de urânio-235, neste processo ocorrerá a quebra do núcleo atômico, que ocorrerá com liberação de grande quantidade de energia, da ordem de 1010J de energia liberada por mol de urânio quebrado. A reação de quebra do urânio pode ser controlada ou não, caso não seja, a energia produzida poderá ser utilizada em bombas atômicas, caso ela seja controlada, poderá ser utilizada de maneira benéfica, como na produção de energia elétrica.
A grande quantidade de energia produzida na reação de quebra do urânio será utilizada para aquecer um caldeirão que gerará vapor. Este vapor será induzido a passar por um sistema de turbinas, que serão as responsáveis por fazer girar um gerador, que por sua vez produzirá energia elétrica através da indução magnética, ou seja, do movimento de um ímã, que fará aparecer uma corrente elétrica no sistema. A produção de energia elétrica a partir de quedas d'água ou de fissão nuclear controlada produz a mesma energia elétrica.

- Potencial do Brasil.
O Brasil tem um programa amplo de uso de energia nuclear para fins pacíficos. Cerca de 3 mil instalações estão em funcionamento, utilizando material ou fontes radioativas para inúmeras aplicações na indústria, saúde e pesquisa. No ano passado, o número de pacientes utilizando radiofármacos foi superior a 2,3 milhões, em mais de 300 hospitais e clínicas em todo o país, com um crescimento anual da ordem de 10% nos últimos 10 anos.
Novos ciclotrons, que permitem a produção de radioisótopos para o uso de técnicas nucleares avançadas, foram instalados em São Paulo e no Rio de Janeiro – a CNEN irá instalar, nos próximos anos, ciclotrons em Belo Horizonte e Recife, para tornar disponível essa tecnologia à população dessas regiões.
A produção de radioisótopos por reatores também tem aumentado, graças à modernização dos equipamentos e da melhoria dos métodos de produção.
Novas técnicas de combate ao câncer, com maior eficácia e menos efeitos colaterais, têm surgido, fazendo aumentar a procura pelos radiofármacos, de forma que a demanda sempre supera a produção brasileira. O uso de técnicas com materiais radioativos na indústria tem aumentado com a modernização dos equipamentos importados e com a sofisticação das técnicas de controle de processos e de qualidade.
A demanda por controle de qualidade leva a indústria a utilizar cada vez mais os processos de análise não destrutiva com radiações.
Na área de geração de energia, o Brasil é um dos poucos países do mundo a dominar todo o processo de fabricação de combustível para usinas nucleares. O processo de enriquecimento isotópico do urânio por ultracentrifugação, peça estratégica dentro do chamado ciclo do combustível nuclear, é totalmente de domínio brasileiro.
Hoje, o combustível utilizado nos reatores de pesquisa brasileiros pode ser totalmente produzido no país.
Entretanto, comercialmente ainda fazemos a conversão e o enriquecimento no exterior. As reservas brasileiras de urânio já confirmadas são de 300 mil toneladas e estão entre as seis maiores do mundo. Em termos energéticos, mesmo com apenas uma terça parte do país prospectado, essas reservas são da mesma ordem de grandeza daquelas atualmente existentes em petróleo e seriam suficientes para manter em funcionamento 10 reatores equivalentes aos existentes – Angra 1 e Angra 2 – por cerca de 100 anos. O funcionamento dessas duas usinas foi importante no período de falta de energia no Brasil.
O Ministério da Ciência e Tecnologia coordenou um grupo de trabalho encarregado de rever o programa nuclear e formular planos de médio prazo. O grupo apresentou um plano realista para ser executado em 18 anos e que objetiva o fortalecimento de todas as atividades, inclusive a aquisição de novos reatores para chegar em 2022 com, pelo menos, a mesma participação nuclear (4%) na matriz energética brasileira. A proposta encontra-se em análise na presidência da República.

POLUIÇÃO RADIOATIVA
A poluição radioativa ocorre quando há o aumento dos níveis naturais de radiação através da utilização de elementos radioativos naturais ou artificiais.
O uso de radiação para os mais diversos fins tem se intensificado nas últimas décadas, uma vez que esta é uma poderosa fonte de energia. A radiação tem sido utilizada especialmente na medicina, engenharia cicil, indústria armamentista e espacial. Reatores nucleares são utilizados nas usinas nucleares para produção de energia elétrica e térmica.
Experiências com ogivas atômicas realizadas a vários anos geram grande quantidade de resíduos radioativos, os quais são transportados para a atmosfera e espalham-se pela superfície do planeta, no ar, água e solo, aumentando a radioatividade natural. Explosões nucleares experimentais como as realizadas pela França nos atóis do Indo-Pacífico (Bikini, Muroroa, etc), disponibilizam elevados índices de radiação residual no ambiente marinho, onde são feitos os testes. Mais de quinhentas explosões já foram detonadas nos oceanos, subsolos e na atmosfera nas últimas 3 décadas por países da Europa e dos EUA.
Tanto na fase de obtenção, purificação e concentração dos combustíveis nucleares (principalmente urânio e tório), como durante a fase de operação de usinas nucleares, grande quantidade de lixo radioativo é produzido. No resfriamento dos reatores utilizam-se água dos mares e rios, a qual é devolvida ao ambiente, contaminada pela radiação e aquecida (poluição térmica).
Com o aumento do número de reatores nucleares em uso no planeta, a crescente quantidade de resíduos radioativos oriundos dessa atividade já se encontram em situação alarmante. Muitos países recolhem seus resíduos radioativos em containers blindados, lançando-os no oceano, fora dos limites da plataforma continental, a milhares de metros de profundidade.
Assim como ocorrem com os pesticidas, poluição industrial e orgânica, os organismos também acumulam e concentram radioatividade nos seus tecidos, muitas vezes em níveis extremamente elevados.
No oceano as algas podem apresentar uma radioatividade de 1.000 a 5.000 vezes superior à da água circundante. Os animais que se alimentam dessas algas tendem a concentrar ainda mais tais substâncias. Os fatores de bioacumulação variam muito de acordo com o tipo de organismos e de substâncias envolvidas. Os maiores fatores de concentração biológica ocorrem em moluscos em contato com o Zinco 65, Manganês 54, Ferro 32 e Plutônio, podendo atingir a cifra de 10.000 vezes.
A radiação natural na superfície da Terra está em torno de 100 a 150 mrem (unidade de medida da radiação) por ano, concentração esta considerada inofensiva para o homem, que pode suportar sem perigo aparente até 1000mrem por ano.
Os oceanos também possuem sua radioatividade natural, gerada principalmente por compostos radioativos como o potássio 40 e o rubídio 87, além dos compostos originados urânio e tório. Nos armamentos nucleares, a fissão e a fusão nuclear gera mais de 200 subprodutos radioativos, cujos efeitos são diversos
Elementos Radioativos
Rádio- Metal de símbolo Ra, número atômico 88, massa atômica 226,05, descoberto em 1898 por P. e M.Curie, é dotado de intensa radioatividade. O rádio é um metal alcalino terroso, que funde a 700 °C. Muito raro na natureza, é extraído da pechblenda. Desintegra-se com uma vida média de 1620 anos, produzindo uma emanação gasosa de hélio e de radônio. Esse último, também radioativo, transmuta-se no polônio que, por uma série de novas desintegrações, conduz finalmente ao chumbo 206. As radiações alfa, beta e gama emitidas pelo rádio são dotadas de grande poder bactericida e sua ação fisiológica acarreta a destruição dos tecidos e a suspensão da mitose, donde diversas aplicações terapêuticas (curieterapia).
Tório- Metal raro de símbolo Th, número atômico 90, massa atômica 232,038,branco, cristalino, de densidade 12,1, e que funde a 1700°C, aproximadamente, extraído da torita.
Urânio- Metal de símbolo U, número atômico 92, massa atômica 238,07, e densidade de 18,7, extraído do óxido de urânio. Último elemento natural da classificação periódica, o urânio foi isolado em 1841 por Péligot. Trata-se de um sólido cinza-ferro, que funde a 1800°C e se oxida facilmente. O óxido uranoso, ou urano, UO2, é um sólido negro, de propriedades básicas, a que correspondem os sais uranosos, verdes.
O anidrido urânico, UO3, alaranjado, é anfótero e produz, em reação comos ácidos, sais de uranila (pois contém o radical UO2). Tais sais são amarelos e dotados de fluorescência verde. O UO3 dá também, ao reagir com as bases, os uronatos, como o Na2UO4; este, incorporado ao vidro, resulta no vidro de urânio, que se torna fosforescente sob a ação de raios ultravioletas.
O minério de urânio mais importante é a pechblenda, ou uraninita, U3O8. Existem, todavia, muitos outros, que vêm sendo ativamente extraídos.
Foi no urânio que Henri Becquerel descobriu a radioatividade. O produto natural é uma mistura de três isótopos, entre os quais o U238, mais abundante, gerador da família do rádio, e o U235, gerador da família do actínio. Sob a ação de nêutrons, o urânio 238 pode transformar-se em plutônio, e o urânio 235 pode sofrer fissão nuclear.
Em virtude da baixa concentração do urânio em seus diversos minérios (em geral menos de 1%), os tratamentos metalúrgicos compreendem inicialmente uma concentração física e, depois, uma concentração química dos sais de urânio. Após a purificação do concentrado, o metal é elaborado, a partir do tetrafluoreto, por redução metalotérmica pelo magnésio ou pelo cálcio. É afinado por refusão à vácuo antes de enformado e tratado termicamente. O urânio é utilizado sobretudo como combustível nos reatores nucleares (barras, tubos, anéis); seja em estado puro, seja em liga como o molibdênio, ou ainda em compostos refratários (óxido, carboneto). Pode também ser enriquecido num isótopo físsil, principalmente pelo processo seletivo da difusão gasosa do hexafluoreto através de paredes porosas, ou pelo processo de ultracentrifugação.
Polônio- Metal de sim bolo Po, radioativo, de número atômico 84, massa atômica 210, que acompanha geralmente o rádio.