E.S.E.N.

Trabalho de F.Q.

A Energia Nuclear e os seus efeitos

Nome: Rui Pedro Bacelos Rafael 10ºD - N.º20

1. O que é a Energia Nuclear

Dá-se o nome de energia nuclear a toda a energia associada às modificações da constituição do núcleo de um átomo. Esta energia pode ser libertada durante um processo de desintegração radioactiva. Libertada ou absorvida em consequência de uma reacção nuclear.

A energia libertada (DE) está relacionada com a redução da massa dos reagentes (DM) através do Princípio da Equivalência Massa-Energia de Einstein, segundo o qual: DE = Dm c2, onde c representa a velocidade da luz no vácuo.

A análise da variação da energia de ligação por núcleo com o número de massa permite concluir que a energia nuclear pode ser produzida através quer da cisão de núcleos pesados (fissão), quer da fusão de núcleos leves.

2. O que é uma Central Nuclear

Uma central nuclear é na realidade um sistema que converte energia, produzindo energia eléctrica.A produção de electricidade a partir da energia nuclear é muito barata e não traz problemas ao

meio ambiente devido há inexistência de emissão de gases (dióxido de carbono, óxidos de azoto, óxidos de enxofre), poeiras e de gases quentes para a atmosfera. No entanto traz um outro problema que é difícil de resolver: como garantir que não existe poluição devida à acumulação dos resíduos nucleares?

O material usado para dar origem à reacção nuclear é um material “cindível”, ou seja, é um material formado por substâncias susceptíveis de produzirem uma reacção em cadeia. No início, o combustível nuclear não era um material radioactivo, só depois de irradiado é que o combustível fica altamente radioactivo.

Uma central nuclear é uma instalação em que se pode iniciar, manter e controlar uma reacção nuclear em cadeia. A reacção nuclear liberta calor. É por isso que se chama ao material cindível "combustível nuclear". O material não arde, mas liberta calor devido à "cisão nuclear". Neste fenómeno, que tem lugar no reactor, o núcleo de 1 átomo pesado, de Urânio por exemplo, parte-se e dá origem a 2 núcleos mais pequenos. A diferença entre a massa inicial e a massa final transforma-se em energia. A energia que se liberta é muito elevada e é dada pela célebre fórmula de Einstein: E = m *c2, ou seja, a energia é igual ao produto da massa pelo quadrado da velocidade da luz.

No interior da central nuclear existe um fluído, que é aquecido pelo calor libertado da cisão nuclear. O fluido fica assim com a energia calorífica que recebeu. Em seguida faz-se com que o fluido ceda parte dessa energia a um mecanismo, fazendo-o rodar. Este, transforma parte da energia do fluído em energia mecânica, que por sua vez a rotação do mecanismo dá origem à corrente eléctrica, ou seja, transformou-se a energia nuclear em energia mecânica, que por sua vez produziu energia eléctrica. A restante parte da energia que o fluido recebeu é perdida, isto é, é lançada para o exterior, dando origem a poluição térmica (poluição de "calor").

O fluido utilizado é a água. É uma substância barata e uma central precisa de enormes quantidades de litros de água para funcionar.

Este é só um tipo de central nuclear, existem muitas outras que utilizam, por exemplo, turbinas a vapor que queimam o combustível. Só que nesta central a forma de aquecer a água é diferente: utiliza-se a cisão nuclear.

Aqui está um exemplo do reactor nuclear mais comum:

Este reactor

funciona do seguinte modo: A energia libertada pelas reacções nucleares vai aquecer a parede interna do reactor, na qual existe um “permutador” de calor que transfere a energia calorífica para um líquido, vaporizando-o e aumentando a pressão do gás. Este vapor vai accionar uma turbina que está acoplada a um conjunto de enrolamentos eléctricos que se move num campo magnético. Desta forma, gera-se uma força electromotriz nestes enrolamentos que, após adequada transformação de tensão, é entregue à rede de distribuição de energia eléctrica.

3. Tipos de Reactores Nucleares

É costume considerar que existem três tipos de reactores de cisão nuclear: centrais termonucleares, reactores de investigação e reactores de conversão. As centrais termonucleares aproveitam a energia cinética dos fragmentos originados pelas reacções de cisão para aquecer um fluido circulante. O vapor resultante vai accionar turbinas que transformam a energia mecânica em energia eléctrica. Os reactores de investigação funcionam a baixa energia (1 a 10 MW), com um fluxo elevado de

neutrões que é directamente canalizado em feixes para instalações experimentais onde decorrem estudos de Física do Estado Sólido, produção de “radioisótopos” para Medicina Nuclear ou desenvolvimento de aplicações industriais. Os reactores de conversão transformam, com eficiência elevada, material que não é cindível com neutrões térmicos em material cindível. As conversões mais frequentes são urânio-238 para plutónio-239 e tório-232 para urânio-232.

4. Como é constituído um Reactor Nuclear

Em qualquer tipo de reactor nuclear é possível distinguir o combustível, o moderador, o líquido de refrigeração e a blindagem.

O combustível é o material que possui os núcleos “cindíveis” e que é colocado no núcleo do reactor sob a forma de barras. São, normalmente, usados urânio natural (constituído por cerca de 70% de urânio-235) e ligas de urânio enriquecido (plutónio-239 e urânio-233).

O moderador (grafite, água natural, água pesada ou berílio) é utilizado para reduzir a velocidade dos neutrões produzidos nas reacções de modo a aumentar a probabilidade destes neutrões originarem mais cisões nas suas interacções com o combustível.

O fluido refrigerador evita o aquecimento excessivo do núcleo através da remoção do calor produzido nas reacções. Os fluidos refrigeradores mais vulgares podem ser gasosos (ar, dióxido de carbono ou hélio), líquidos (água natural, água pesada ou sódio líquido).

A blindagem é um dispositivo de protecção biológica que envolve o núcleo do reactor, separando-o da zona de trabalho, e cuja função principal consiste na redução da intensidade das radiações emitidas pelos produtos das reacções de cisão até valores admissíveis para a vida humana. Os materiais mais usados na blindagem dos reactores nucleares são o chumbo e diversos tipos de betão.

5. O que é que aconteceu em Chernobil

1ª Parte – O que é que aconteceu?

Às 09:30 de 27/04/1986 monitores de radiação na Central Nuclear de Forsmark, perto de Uppsala, Suécia, detectaram níveis anormais de iodo e cobalto, motivando a evacuação dos funcionários da área, devido a vazamento nuclear.

Os especialistas não constataram nenhum problema na Central. O problema estava no ar. Foram verificados níveis anormais no norte e centro da Finlândia. Em Oslo, na Noruega, dobraram. Na Dinamarca, os níveis subiram 5 vezes.

Os suecos através da embaixada em Moscovo, interpelaram ao Comité Estatal para a Organização Internacional de Energia Atómica, devido à suspeita de que os ventos que traziam radioactividade há Escandinávia vinham da União Soviética.

Moscovo negou por 2 dias qualquer anormalidade. Mas a presença de ruténio nas amostras analisadas pela Suécia era emblemática, visto que o ruténio funde-se a 2255 °C, sugerindo uma explosão grave. Só em 28 de abril, é que se assumiu o acidente nuclear na República da Ucrânia. Quase 12 horas depois, às 09:02, o jornal na TV apresentou uma breve declaração de quatro sentenças; “uma explosão, incêndio e fusão do reactor tinha ocorrido na Central Nuclear Vladimir Ilitch Lenin em Pripyat”.

Um satélite americano varreu a região da Ucrânia, encontrando uma usina com o tecto destroçado e um reactor ainda em chamas com fumo vertendo do interior. Apenas, em 30 de abril, o Pravda (jornal do Partido Comunista), tocou no assunto. Para dar uma ideia de normalidade, as comemorações do 1° de maio tiveram os seus desfiles, que normalmente eram realizados em Kiev, a capital ucrâniana e em Minsk, na Bielorússia. No dia 3 de maio a nuvem estava sobre o Japão e no dia 5 de maio chegou aos EUA e ao Canadá. Mikhail Gorbáchov demorou 18 dias para falar sobre o acidente, fazendo-o só em 14 de maio.

A central funcionava com quatro reactores de 1000 MW, cada um alimentando dois geradores de energia eléctrica. O projecto nuclear soviético conhecido pelo acrónimo russo de RBMK ("Reaktor bolshoy moschnosty kipyaschiy", "reactor fervente de grande potência"), era um reactor com urânio enriquecido refrigerado a água fervente, moderado a grafite. Um reactor evoluído a partir de um modelo cujo objectivo é a produção de plutónio a partir do urânio no seu interior.

O núcleo do reactor era um cilindro de grafite com 11,8 m de diâmetro e 7 m de altura, que se encontra num bloco de cimento de 22 X 22 X 26 m sobre uma estrutura metálica. Por baixo, existe um espaço, parcialmente cheio de água, que deve receber a mistura de água e vapor no caso de haver ruptura de um dos canais de circulação, causando a condensação do vapor. O núcleo é protegido por uma blindagem, composta de ferro com cimento, constituída por bário. O resfriamento do moderador é feito por meio da circulação, dentro do cilindro metálico, de uma mistura de hélio e nitrogénio. Por causa do fermento de neutrões e da absorção de raios gama, em condições de funcionamento estável, o moderador chega à temperatura de 700ºC, podendo absorver 150 MW, equivalentes a 5% da potência total gerada pelo reactor. O sistema de controle e protecção consiste de 211 barras de controle, feitas de boro, absorvente de neutrões, colocadas em canais separados dentro do moderador, de forma a poderem ser inseridas no núcleo.

2ª Parte - Teste de Parada de Emergência

Em 25 de abril, a unidade 4, da Central Nuclear Lenin de Chernobyl, seria desligada para manutenção de rotina. Houve, no entanto, uma pequena mudança no cronograma original. Antes da desactivação da unidade, desejava-se realizar uma experiência, destinada a testar se a refrigeração do núcleo do reactor estaria garantida, caso houvesse perda de corrente alternada.

As centrais nucleares não produzem apenas electricidade, são também consumidoras por causa da energia usada para accionar as bombas que refrigeram o reactor e os sistemas auxiliares. Quando uma usina está em funcionamento e acima de 20% da sua carga máxima ela auto alimenta-se, mas quando está abaixo deste valor de carga, a energia necessária para manter os seus equipamentos vem de um sistema eléctrico externo.

No entanto, para segurança, além de contar com a energia do sistema eléctrico externo e na falta de este se poder auto - sustentar, também conta com geradores de emergência, que após uma falha do sistema eléctrico externo e interno de alimentação, entram em serviço.

O teste realizado na unidade 4 era para avaliar se o turbo-gerador, que estava ainda a girar por inércia com o reactor desligado, fornecia energia suficiente para manter as bombas de circulação de água em funcionamento, mantendo uma margem segura de refrigeração do reactor, enquanto os geradores diesel de emergência não entrassem em serviço.

A experiência começou à 01:00 do dia 25, o reactor produzia 3.200 MW. A potência do reactor foi progressivamente reduzida, chegando a 1600 MW de potência térmica, às 03:47 do mesmo dia. Os sistemas necessários para a operação do reactor (4 bombas de circulação para resfriamento e 2 bombas auxiliares) foram transferidos para o barramento do gerador no qual a experiência se deveria realizar.

Às 14:00, o sistema de resfriamento de emergência foi desligado para evitar que entrasse em funcionamento durante a experiência, facto que desactivaria automaticamente o reactor.

Houve um aumento de consumo, por parte do sistema eléctrico da região e o Despacho de Carga suspendeu a redução de potência na usina, mantendo-se desligado o sistema de  resfriamento de emergência. A redução da potência só foi retomada às 23:10.

Às 00:05 a potência caiu para 720 MW e continuava a ser reduzida. Às 00:28 o nível de potência estava em 500 MW. O controle foi posto em automático. A

experiência que se pretendia realizar não estava prevista pelo sistema automático de controle. Passou-se

para o controle manual, mas o operador não conseguiu recuperar com suficiente rapidez o desequilíbrio do sistema e a potência do reactor caiu rapidamente para 30 MW, insuficiente para a realização da experiência.

No período em que o reactor funcionou em baixa potência, ele foi envenenado pela formação de xenónio, produto de fissão, forte absorvente de neutrões e dotado de vida média bastante longa. Para controlar esta situação, podia-se aguardar 24 horas até que o xenónio fosse dissipado ou elevar-se a potência rapidamente. Mas a pressão em se realizar o teste foi maior, pois se não fosse feito naquela ocasião só seria realizado dentro de um ano.

Aproximadamente às 00:32 removeu-se as barras para subir a potência.Começaram por elevar a potência. Por volta da 01:00, a potência ficou em 200 MW. Ainda estava

com veneno e difícil de controlar, sendo assim, eles retiraram mais barras de controle. Normalmente um mínimo de 30 barras são sempre mantidas no reactor, deixaram apenas 6 barras das 211. Optou-se pela remoção das barras de controle, aumentando a potência do reactor entrando num regime de funcionamento instável, com o risco de sofrer elevações incontroláveis de potência.

Permitiram esta situação deliberadamente e desligaram o sistema de refrigeração do reactor, os sistemas de reserva e também o gerador diesel, que permitiria inserir as barras de controles em caso de emergência. À 01:03 e 01:07 aumentaram o total de bombas de circulação para 8, reforçando o sistema de refrigeração e diminuindo o nível de água no separador de vapor.

À 01:15 o sistema de desarme para baixo nível do separador de vapor, foi desligado. À 01:18 aumentou-se o fluxo de água no núcleo do reactor para evitar problemas com sua refrigeração. À 01:19 aumentou-se a potência, algumas barras foram movidas, manualmente, para além do limite, previsto e elevaram a pressão no separador de vapor.

À 01:21:40 a taxa de fluxo da circulação de água foi diminuída, para além do normal, pelo operador a fim de estabilizar o separador de vapor, diminuindo a remoção de calor do núcleo.

À 01:22:10 começou-se a formar vapor no núcleo. À 01:22:45 a indicação, para o operador, dava a impressão de que o reactor estava normal. A resistência hidráulica do sistema de refrigeração atingiu um ponto menor do que o previsto para o funcionamento seguro do reactor.

O operador tentava, sem êxito, por meio de controles manuais, manter os parâmetros para o reactor funcionar com segurança. A pressão de vapor e o nível da água caíram abaixo do permitido, fazendo soar os alarmes que exigiam o desligamento do reactor. O operador desligou o próprio sistema de alarme.

A energia da reacção em cadeia passou a crescer desenfreadamente. À 01:22:30, a potência tinha caído a um valor que exigia a desactivação do reactor imediatamente, mas, apesar disso, a experiência continuou.

À 01:23:04 o teste propriamente dito começa, desligaram o turbo-gerador, fechando as válvulas de entrada da turbina. Com isto, a energia para as bombas de água diminuiu, reduzindo o fluxo de água para o resfriamento, que por sua vez, começou a ferver. A água que actuava como absorvente de neutrões, limitando a potência ao ferver, aumentou a potência do reactor e o seu aquecimento.

Estava criada uma situação irregular, com 8 bombas a funcionar e a potência de 200 MW, e não de 500 MW, conforme o estabelecido no programa. Mais tarde, verificou-se que o ideal era uma potência de 700 MW.

À 01:23:21 a geração de vapor aumenta, devido ao coeficiente positivo do reactor, aumentando a potência.

À 01:23:35 o vapor aumenta incontrolávelmente.A ordem de desarmar o reactor foi dada à 01:23:40. O botão AZ-5 é accionado de modo a se

inserir as barras de controle e deveria resultar na introdução de todas elas. A água começou a ferver e diminuiu a densidade do meio refrigerante, que por sua vez, o número de neutrões livres aumentou, aumentando a reacção da fissão.

Com a inserção das barras, houve o deslocamento da água, que refrigera os elementos combustíveis, para dar lugar ao encamisamento. No primeiro instante houve uma subida brusca da potência invés do efeito desejado, que era reduzir a potência. Toda a reactividade ficou concentrada na parte de baixo do reactor.

À 01:23:44 a potência atingiu um pico 100 vezes maior do que o valor de projecto.À 01:23:45 as pastilhas começam a reagir com a água da circulação, produzindo alta pressão nos

canais de combustível.

À 01:23:49, os canais rompem-se. De seguida, ouviu-se um estrondo. Era uma explosão de vapor.O operador desernergizou o sistema de barras de controle, na esperança de que as 205 caíssem pela

força da gravidade. Mas isso não aconteceu; já havia danos irreparáveis ao núcleo.À 01:24 houve uma segunda explosão. A tampa de cimento do reactor, de 2000 t, foi

violentamente projectada a 14 m de altura e os seus destroços, foram espalhados por cerca de 2 km largando no ar centelhas e pedaços de material incandescente.

No momento da explosão, o combustível estava entre 1300 e 1500ºC e 3/4 do prédio foram destruídos. A tampa caiu sobre a beira da boca do núcleo, ficando em equilíbrio precário, deixando uma parte descoberta. A explosão permitiu a entrada do ar. O ar reagiu com o bloco do moderador, que é feito de grafite, formando monóxido de carbono, um gás inflamável que provocou o incêndiamento do reactor. Das 140 t de combustível, 8 t continham plutónio e produtos de fissão que foram ejectados juntamente com o grafite radioactivo.

Ocorreu várias explosões e outros 30 incêndios nas imediações. O aquecimento da água de circulação produziu grande quantidade de vapor, que penetrou no edifício do reactor. A estrutura de grafite incendiou-se e houve uma reacção química com a grafite da estrutura, com o zircaloy, que reveste os elementos combustíveis, e com os tubos de pressão de vapor e de água, liberando hidrogénio e monóxido de carbono, gases que, em contacto com o oxigénio, formam uma mistura explosiva.

O aumento da temperatura prosseguiu, por causa; do incêndio da estrutura de grafite, dos processos espontâneos de desintegração nuclear dos isótopos formados no reactor e das reacções químicas dentro do recipiente, como a oxidação de grafite e de zircónio e a queima de hidrogénio. O incêndio foi apagado em 30 de abril de 1986, às 17:00.

Foram liberados 3 milhões de “terabecqueréis” para a atmosfera. Sendo estes 46000 “terabecqueréis”, compostos de materiais de longa vida (plutónio, césio, estrôncio). Chernobyl foi igual a 500 vezes a explosão sobre Hiroshima.

3ª Parte – Os dias seguintes

Na emissão de produtos radioactivos, foram postos em liberdade materiais voláteis, tais como: iodo, os gases nobres, telúrio e césio. Com o aumento da temperatura devido ao incêndio da grafite, começaram a escapar isótopos não voláteis, sob a forma de um aerossol de partículas dispersas, resultantes da pulverização de material dos elementos combustíveis e do próprio grafite.

A actividade total do material radioactivo libertado, é estimada em 12 x 1018 Bq, e 6 a 7 x 1018 Bq de gases nobres [1 Bq (Becquerel) = a uma desintegração por segundo -3,7 x 1010 Bq =1 Ci (Curie) ], equivalente ao total de 30 a 40 vezes da radioactividade das bombas lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki.

A roda gigante seria inaugurada em 1° de maio. Toda a população de Pripyat começou a ser evacuada após 36 horas (deveriam sair em 2 horas e ficar três dias fora). Os 45000 habitantes não puderam levar nada. Tudo, inclusive eles mesmos, estava contaminado pela radiação. Foi feito um cerco que existe até hoje, num raio de 30 km em volta de Chernobyl, conhecido como Zona de Exclusão, o que elevou os evacuados para 90000.

Em 1997 esta área foi aumentada para 2500 km2. Nesta zona, a radiação atinge mais de 21 milhões de Curies. As chuvas e inundações da primavera, quando a neve derrete, têm feito com que a radiação se

Isótopo Elemento Meia-Vida Actividade (TBq)

Cs137 Césio 30 anos 85.000

Cs134 Césio 2,1 anos 54.000

I131 Iodo 8 dias 1.760.000

Xe133 Xénon 5,3 dias 6.500.000

Mo99 Molibdénio 2,8 dias 168.000

Zr95 Zircónio 64 dias 196.000

Ru103 Ruténio 39 dias 168.000

Ru106 Ruténio 368 dias 73.000

Ba140 Bário 12,7 dias 240.000

Ce141 Cério 32,5 dias 196.000

Ce144 Cério 284 dias 116.000

Sr89 Estrôncio 59,5 dias 115.000

Sr90 Estrôncio 29,2 anos 10.000

Pu240 e Pu239plutónio 6.500 - 24.000 anos

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espalhe e o perigo aumente. Estas águas, em 50 anos contaminarão o rio Pripyat e a bacia do Dnieper, o que afectará a vida de 10 milhões de pessoas.

O total de evacuados na Ucrânia, Bielorússia e Rússia foi de 326000 pessoas. Continuaram a operar 2 reactores, produzindo metade da energia consumida em Kiev e os funcionários da Central Nuclear foram transferidos para a cidade de Slavutich, a 40 km de distância. Todos os dias um comboio com protecção, contra a radiação, fazia a viagem até à Central Nuclear (Chernobyl foi operacionalmente desactivada em 15.12.2000).

Os "liquidators" foram recrutados, à força, para a limpeza. Muitos eram soldados jovens sem roupa e treinamento apropriados. Mais de 650000 ajudaram na limpeza no primeiro ano. Muitos destes adoeceram e entre 8000 a 10000 faleceram devido às doses recebidas no local da usina. Durante o trabalho, para não enlouquecerem, ouviam música na área cercada por arame farpado. Foram adoptadas diversas medidas para cobrir o centro do reactor, com material que absorve o calor e filtra o aerossol liberado.

Em 27 de abril, com helicópteros, começou-se a largar em cima do reactor; 1800 toneladas de uma mistura de areia e argila, 800 t de dolomita (bicarbonato de cálcio e magnésio), 40 t de boro e 2400 t de chumbo. De modo a se reduzir a temperatura do material e a concentração de oxigénio, bombeou-se nitrogénio líquido para baixo do vaso do reactor. Construiu-se embaixo do reactor um sistema especial para remoção de calor, de modo a evitar a penetração do núcleo do reactor no solo.

Os pilotos envolvidos morreram devido à exposição; uma dúzia de helicópteros de carga, caminhões e outros veículos tornaram-se radioactivos e tiveram que ser abandonados.

Para evitar a contaminação das águas subterrâneas e superficiais da região, foram tomadas as seguintes medidas: construção de uma barreira subterrânea impermeável ao longo do perímetro urbano da usina, perfuração de poços profundos para baixar o nível das águas do subsolo, construção de uma barreira de drenagem para o reservatório de água de resfriamento e instalação de um sistema de purificação para drenagem de água.

As unidades 1 e 2 voltaram a ser operadas em outubro/novembro de 1986 e a unidade 3 em dezembro de 1987, depois da execução de trabalhos de descontaminação, manutenção e melhoramentos na segurança dos reactores.

Três anos e meio depois, os moradores daquela localidade, especialmente as crianças, sofrem de inflamação da tireóide, de falta de energia, de “cataratas” e de cancro, segundo o Manchester Guardian Weekly. Em certa área, médicos especialistas predizem que dezenas de milhares de pessoas ainda irão morrer de cancro, causado pela radiação e haverá um aumento de doenças genéticas, de deformações congénitas, de abortos involuntários, e de bebés prematuros, nas gerações seguintes. Os directores de fazendas, informaram haver um índice crescente de defeitos congénitos entre os animais criados nas fazendas: Bezerros sem cabeça, membros, costelas ou olhos; porcos com crânios anormais; etc. Informou--se que as medições das taxas de radiação, apresentam-se 30 vezes maiores do que as normais na área. Segundo o jornal soviético Leninskoye Znamya crescem pinheiros incomumente grandes na área, bem como choupos com folhas de 18 cm de largura, cerca de 3 vezes o seu tamanho normal.

Como protecção de longo prazo, optou-se por "sepultar" o reactor, com a construção de paredes internas e externas e de um tecto, sob a forma de tampa. A estrutura levou 7 meses para ficar pronta e tem a altura de um prédio de 20 andares, a fundação não é sólida e há risco de colapso das paredes.

Selaram o reactor com 300000 toneladas de aço e cimento. Recentemente, apareceram rachaduras nas paredes. O trabalho ainda não está concluído. A construção da unidade 5 e 6 foram paralisadas. Um novo “sarcófago” foi licitado para ser construído sobre o actual que não é a prova de vazamento. Chernobyl ainda vive, igual a um vulcão adormecido, pode novamente entrar em "erupção" e dispersar mais radioactividade na atmosfera. Isto seria causado pelas falhas estruturais do actual sarcófago e do material que ainda se encontra incandescente.

Em dezembro de 1986 uma massa intensamente radioactiva foi detectada na base da unidade 4, formada por areia, vidro e combustível nuclear, baptizada de "pé de elefante", por ter mais de 2 m de circunferência e centenas de toneladas. A análise do material mostrou aos cientistas que grande parte do combustível vazou sob a forma de areia. Debaixo do reactor, encontrou-se cimento quente e fumegante, lava e formas cristalinas (chamada de “chernobilita”). As paredes do “sarcófago” começaram a desabar, porque foram construídas sobre as paredes instáveis do reactor.

Os trabalhos sofreram redução não apenas pela falta de dinheiro, mas também pelas mortes e pelo stress entre os cientistas envolvidos. Um consórcio de empresas europeias traçou planos para cobrir o reactor com uma nova estrutura de cimento para durar tanto como as pirâmides e conter o material radioactivo. Em maio de 1997, foi avaliado que para isto seria necessário aplicar 760 milhões de dólares durante 8 anos. Em junho daquele ano, a Ucrânia e os países do G-7 aprovaram o plano de melhorias do sarcófago.

Uma das propostas era a de construir uma estrutura côncava e através de trilhos, fazendo-a deslizar sobre o local onde está o reactor 4. Desta forma, a construção não implicaria uma exposição directa com a radiação. Até agora, o dinheiro não apareceu e o túmulo de Chernobyl causará problemas pelos próximos 100000 anos. Encobriu 2300 aldeias e cidades e inutilizou 130000 km2. Chernobyl tornou-se referência para o grau máximo de acidente nuclear.

4ª Parte – Conclusões sobre Chernobyl

No final de agosto de 1986, o governo soviético divulgou um relatório de 382 páginas sobre o acidente, identificando a causa, ao facto de que os operadores, durante um teste de segurança, desligaram três sistemas de segurança. Em 30/07/1987, seis russos (Viktor Petrovich Bryukhanov - chefe da usina, Nikolai Maksimovich Fomin - engenheiro chefe, Anatoly Stepanovich Dyatlov adjunto do engenheiro chefe, Kovalenko, Rogozhkin, Laushkin) foram levados a julgamento por violação das normas de segurança que levaram à explosão do reactor. Três foram declarados culpados (em negrito) e sentenciados a 10 anos em campo de trabalhos forçados.

Uma das principais conclusões da Conferência Internacional, organizada em Viena pela União Europeia, AIEA e Organização Mundial da Saúde, foi a estatística das vítimas do acidente de abril de 1986.

Um total de 237 pessoas, trabalhadores envolvidos no acidente foram hospitalizados. Destes, 134 trabalhadores, foram diagnosticados com o síndroma agudo de radiação. O total de mortos, em virtude da radiação emitida pelo acidente no reactor, foi de 31 pessoas, vitimadas pela participação directa no combate aos incêndios da unidade. Duas pessoas faleceram atingidas directamente pela explosão do reactor, e uma terceira, de enfarte. No entanto, milhares de pessoas sofreram e sofrem as consequências da exposição à radiação até hoje.

Em janeiro de 1993, a AIEA refez a análise do acidente e atribuiu a sua causa principal, ao projecto do reactor e não a erro operacional (excesso de confiança, falha na comunicação entre os operadores e a equipa que conduzia o teste, desligamento dos sistemas de segurança) conforme o relatório de 1986.

O RBMK tem defeitos de nascença. O reactor torna-se instável, quando se eleva a temperatura e quando se aumenta a reactividade em baixa potência. Quando nestas situações, reactor é susceptível a formação de bolhas de vapor no seu interior e a refrigeração promovida pelo vapor é menos eficiente que a água. Por sua vez, a formação de vapor aumenta a potência da reacção, porque diminui a absorção de neutrões. Parecido como se alguém pisasse no freio de um veículo e a velocidade aumentasse.

Gravações de vídeo, fotografias tiradas após o acidente apresentam "ruídos" (flashes) provocados pela acção da radiação. O número de crianças submetidas a problemas na tiróide e casos de leucemia aumentaram desde então. Observou-se que um grande número de crianças passaram a ter perda de todos os pelos do corpo e muitas vezes da própria pele. Crianças que nunca serão como as outras, nunca poderão brincar, subir árvores, comer fruta ou beber leite como todas as crianças saudáveis.

Em 1991 as repúblicas soviéticas separaram-se e a Ucrânia voltou a existir como um país independente. Nomes, como Chernobyl e Kiev (capital), passaram para a forma ucrâniana - Chornobil e Kiif.

6. Os Efeitos Físicos e Químicos da Radiação

A radiação não-ionizante não modifica a estrutura atómica dos seres vivos, este espectro de radiação está compreendido entre as frequências de ultravioleta, luz visível, infravermelho, micro-ondas, radio-frequências (muito baixas e extremamente baixas) e campos electromagnéticos. A radiação emitida

Verifica sempre o ar por radiação e vírus. Um fato de isolamento é o teu melhor amigo!

por tubos de imagem são ultravioleta, infravermelho e luz visível, que estão bem abaixo das que são consideradas perigosas. Radiação ionizante é uma radiação que tem energia suficiente para remover electrões dos átomos.

Toda a matéria compõe-se de átomos, e a maioria dos átomos são estáveis. Á excepção, dos que têm núcleos instáveis. Estes são chamados de "radioactivos", dos quais se conhecem pelo menos 2500 elementos radioactivos naturais e artificiais que tem “meias-vidas” que variam de 2 x 10-16 segundos a 7,2 x 1024 anos. Para tornar-se estável, o átomo emite partículas subatómicas ou fotões de alta energia (raios X). Este processo é chamado de decaimento radioactivo.

Por meia-vida, entende-se, o tempo necessário para liberar metade da quantidade de energia de um átomo instável ou radioactivo.

Esta energia excedente é emitida do núcleo do átomo através de partículas. Para conseguir estabilidade, o núcleo instável muda e no processo, emite radiação na forma de pequenas partículas e raios. O urânio é assim transformado numa sucessão de outros elementos e, por fim, torna-se num estável elemento, o chumbo.

Estas partículas diferem de tamanho e, portanto, na capacidade de penetração de corpos expostos a estes átomos em desequilíbrio energético e são conhecidas como partículas alfa, beta e gama .

A composição celular é de 85% de água. A água ioniza-se quando é exposta a estas partículas, formando iões. A molécula de H2O+ dissocia-se quase de imediato (10-11 segundos) formando: H2O+ -» OH + H+.

OH é uma molécula altamente instável que se oxida com outras moléculas, formando H2O2 que é um agente oxidante. O electrão combina-se com uma molécula de H2O formando: H2O + eo

-1 -» H2O-.H2O- dissocia-se formando, H + OH-.O H combinará com o O formando: H + O2 + HO2.Resumindo: H2O + OH + H2O2 + H + HO2.A excepção de H, todos os agentes são oxidantes. Agentes oxidantes próximos do DNA interagem

quimicamente oxidando e destruindo partes da molécula, destruindo, por sua vez, os genes. Noventa por cento dos danos causados pela radiação ionizante são reparados, deixando resíduo de dez por cento de dano irreparável e acumulado.

Novamente, se uma célula é exposta à radiação, a probabilidade da radiação interagir com a molécula de DNA é muito pequena, pois estes elementos que a compõe representam uma parcela ínfima. No entanto, sendo cada célula, como no caso do corpo humano, basicamente formada por água, a probabilidade da radiação interagir com a água é muito maior, por estar em maior concentração no volume celular.

Quando a radiação interage com a água quebram-se as ligações que mantêm a molécula de água unida, produz-se fragmentos tais como hidrogénio (H) e hidróxidos (HO). Estes fragmentos podem recombinar-se ou podem interagir com outros fragmentos ou iões para formar compostos, tais como água, que não prejudica a célula. No entanto, podem combinar-se para formar substâncias tóxicas, tais como peróxido de hidrogénio (H2O2), que pode contribuir para a destruição da célula.

Raios X

Os raios X são produzidos quando cargas eléctricas sofrem grandes acelerações ou quando um electrão sofre uma mudança de nível e a energia emitida é muito grande. Por ter um comprimento de onda muito pequeno, os raios X podem atravessar as partes moles do corpo humano pele, músculos, regiões com gordura até atingir uma chapa fotográfica. Assim são feitas as radiografias, como as do pulmão, braços, pés etc. Essa radiação não faz bem à saúde. Mas, como as radiografias só são feitas em caso de necessidade médica, trazem benefícios, o que compensa os seus efeitos prejudiciais. Os raios gama são semelhantes aos raios X, mas muito mais energéticos. São produzidos em processos que ocorrem dentro do núcleo de alguns átomos, enquanto os raios X são produzidos na eletrosfera do átomo.

Objectos brilhantes são para ser considerados perigosos a todas as alturas. Se um objecto tem luminosidade suficiente para se ver à noite, não toques.

Na eventualidade da exposição a radiação, deves enxaguar-te com uma grande quantidade de água, assim que possível. Ensaboar, enxaguar e repetir.

Os raios X são gerados ao se acelerar, por meio de uma fonte externa de energia, os electrões de um cátodo. Esses electrões saem em alta velocidade em direcção ao ânodo. Ao colidirem com o ânodo, estes electrões penetram na eletrosfera do metal do ânodo, causando sua instabilidade, com grande liberação de calor e de ondas electromagnéticas X. Um dispositivo usado para gerar raios X é o tubo de Coolidge, que nada mais é do que um tubo de raios catódicos modificado. Consiste numa ampola de vidro com alto vácuo, que contém um cátodo feito de um filamento aquecido e um ânodo feito de um metal duro, com alto ponto de fusão (tungsténio).

As tensões utilizadas na produção de raios X são da ordem de 80 a 500 kV. A intensidade dos raios X é determinada pela corrente eléctrica que passa pelo filamento. Quanto maior a intensidade da corrente, maior o aquecimento do filamento e maior o número de electrões que ele libera. Devido ao aquecimento causado no alvo (ânodo) pelo bombardeamento de electrões, é necessário refrigerá-lo por circulação de água. O poder de penetração dos raios X é tanto maior, quanto menor for seu comprimento de onda, que é a função da tensão que acelera os electrões do filamento para o alvo.

7. Outras Energias em comparação com a Energia Nuclear

Quando se fala sobre a substituição de um tipo de energia por outra, reconhece-se que nem todos os tipos são igualmente utilizáveis. O carvão pode substituir o petróleo para mover turbinas ou locomotivas, mas não para mover carros.

A energia nuclear, isto é, a energia contida no núcleo ou massa central, dum átomo, é sem comparação a maior fonte conhecida de energia no universo material. Há dois meios de liberar tal energia e são conhecidos como "fissão" (separação) e "fusão" (concentração).

A energia resultante da fissão nuclear, desponta como uma parte importante das reservas da energia eléctrica em vários países. As reservas de urânio parecem, provavelmente, durar mais que as de petróleo, mas tornam-se mais onerosas de minerar e refinar. Olhando-se mais adiante, diz-se que a fusão nuclear promete energia ilimitada, retirada da água, convertendo o hidrogénio, em hélio.

Trata-se do processo nuclear que se passa no sol. Em contraste com as reservas limitadas de urânio, e mesmo das reservas ainda maiores de carvão, a quantidade disponível de hidrogénio é tão ampla quanto os oceanos.

A energia nuclear tem sido introduzida como substituto potencial do petróleo. No entanto, esta energia é um "Cavalo de Tróia", pois o seu uso industrial resulta em algumas surpresas desagradáveis. Existe o risco de contaminação radioactiva que poderia acompanhar um acidente. Mais recentemente a possibilidade de um atentado terrorista ou sabotagem não estão mais descartadas.

Efeito Estufa

Qualquer estratégia energética que considere o efeito estufa, exige a redução do uso de combustíveis fósseis, porque suprem mais de 3/4 da oferta global de energia primária e são as maiores fontes de gases de efeito estufa e de outros poluentes atmosféricos. A energia nuclear sozinha não pode solucionar os problemas ambientais do mundo, em particular a redução das emissões de gases de efeito estufa. Para substituir os combustíveis fósseis, a energia nuclear é parte da solução, até que se encontre uma fonte menos agressiva e letal ao meio-ambiente. A energia nuclear não emite gases de efeito estufa (dióxido de carbono, metano, hidrofluorcarbonos e outros) nem qualquer gás que provoca chuva ácida (anidrido

sulfuroso, óxidos de nitrogénio). Não emite nenhum metal carcinogénico, teratogênico e mutagênico (As, Hg, Pb, Cd, etc.) como o fazem as opções que utilizam combustíveis fósseis.

A utilização da energia nuclear também não emite gases ou partículas que provocam smog nas cidades ou a destruição da camada de ozono. Mas produz plutónio, um veneno quase eterno.

Uma Opção Nuclear

As usinas de energia nuclear e as instalações de ciclo do combustível não precisam de grandes áreas. Assim, o impacto ambiental da energia nuclear sobre a terra, as florestas e as águas é mínimo e não requer o remanejamento de grandes populações.

Em termos de custo, usinas nucleares podem ter despesas operacionais compatíveis com outras tecnologias à medida que se aumenta a potência instalada (economia de escala), porém a vida útil de uma usina nuclear é menor do que de uma usina térmica convencional.

A energia nuclear já é a segunda maior fonte de produção de electricidade nos países de renda alta e a terceira maior no mundo inteiro, depois do carvão mineral (40%) e da energia hidráulica (18%). Hoje a energia nuclear gera 17% da produção global de electricidade e evita cerca de 10% de emissões adicionais de CO2 de todos os sectores económicos e cerca de um terço do sector energético.

Aqui está um exemplo de muitas energias. As suas vantagens e as desvantagens

Fonte  Vantagens  Desvantagens  Carvão Barato

Fácil de recuperar.

Requer controles de alto custo de poluição do ar  (mercúrio, dióxido de

enxofre). Contribuinte significativo à chuva ácida e a aquecimento global.

Requer sistema extensivo de transporte. Nuclear O combustível é barato.

É a fonte mais concentrada de

geração de energia. O resíduo é o mais compacto de

toda as fontes. Base científica extensiva para todo

o ciclo. Fácil de transportar como novo

combustível.

Nenhum efeito estufa ou chuva

ácida.

É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de

contenção, de resíduo radioactivo e de estocagem. Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto

nível na maioria dos países. Proliferação nuclear potencial.

Produção de plutónio.

Hidreléctrica Muito barato após a represa ser

construída.

Investimentos promovidos por

governos na maioria das vezes.

Fonte muito limitada pois depende da elevação da água. O colapso da represa conduz geralmente à perda de vidas. As represas afectam a desova e a migração dos peixes.

Danos ambientais para as áreas inundadas (acima da represa) e rio abaixo. Gás/Óleo  Bom sistema de distribuição para

os níveis de uso atuais. Fácil de obter.

Melhor  fonte de energia para o

aquecimento de espaços.

Disponibilidade muito limitada como mostrado por faltas durante o inverno

nos países frios. Poderia ser o contribuinte principal do aquecimento global. Caro para geração de energia. A grande oscilação dos preços conforme a oferta e a demanda.

Reservas concentradas geograficamente em área de turbulência política. Vento O vento é grátis, se disponível.

Boa fonte para suprir a demanda de bombeamento periódico de água  nas fazendas, como já visto em vários países no início do

Necessita de 3 vezes a quantidade de geração instalada para atingir à

demanda. Limitado a poucas áreas. O equipamento é caro de se  manter. Necessita de armazenamento de energia de alto custo (baterias). Altamente dependente do clima - o vento pode danificá-lo durante fortes

século. ventanias ou não girar durante dias, conforme a estação do ano.

Pode afectar pássaros e colocá-los em perigo. Solar A luz solar é grátis, quando

disponível. Limitado às áreas ensolaradas do mundo (muita demanda quando está

pouco disponível, por exemplo no aquecimento solar). Requer materiais especiais para espelhos/painéis que pode afectar o meio

ambiente.

A tecnologia actual requer quantidades grandes de terra para quantidades

pequenas de geração da energia. Biomassa A indústria está em sua infância.

Poderia criar empregos pois plantas menores poderiam ser

usadas.

Ineficiente se forem usadas plantas pequenas.

Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o

combustível tem baixo índice de contenção de calor.

Combustível a partir de resíduos

O combustível pode ter baixo

custo. Poderia criar empregos pois

plantas menores poderiam ser

usadas.

Emissões baixas de dióxido de

enxofre.

Ineficiente se forem usadas plantas pequenas. Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o

combustível tem baixo índice de contenção de calor. As cinzas podem conter metais como o cádmio e chumbo.

Libera no ar e nas cinzas substâncias tóxicas como dioxinas.

Fusão O hidrogénio e o trítio poderiam ser usados como  fonte de

combustível. Geração mais elevada de energia

por unidade de massa do que na

fissão.

Níveis mais baixos de radiação associados ao processo do que em

reactores baseados em fissão.

O ponto rentabilidade ainda  não foi alcançado após aproximadamente 40 anos de pesquisa de alto custo e as plantas comercialmente viáveis são

esperadas para daqui a 35 anos.

Bibliografia:

- www.energiatomica.hpg.ig.com.br- www.cfn.ist.utl.pt- alfa.ist.utl.ptSold Out Software - Interplay Productions – Fallout – Game manual