Energia Nuclear no Brasil e no Mundo

Apresentação em tema: "Energia Nuclear no Brasil e no Mundo"— Transcrição da apresentação:

1 Energia Nuclear no Brasil e no Mundo
Legenda

2 Energia Nuclear Contexto histórico da energia nuclear
Processo de Energia Nuclear Reações Nucleares Aplicações Vantagem e desvantagem Decaimento Nuclear Acidentes Nucleares Energia nuclear no Brasil Energia nuclear no Mundo

3 A Teoria Atomística foi edificada inicialmente no quinto século
antes de Cristo pelos filósofos gregos Leucipo e Demócrito Demócrito afirma que o Universo tem uma constituição elementar única que é o átomo, partícula indivisível, invisível, impenetrável e animada de movimento próprio Contexto Historico

4 Em 1803, John Dalton propôs uma teoria: o átomo é uma esfera maciça, homogênea, indestrutível, indivisível e de carga elétrica neutra. Em 1898, o físico inglês Joseph John Thomson, realizou experimentos científicos com descargas elétricas de gases e com a radioatividade, e sugeriu um modelo atômico que os elétrons estavam situados em anéis e esses se movimentam em órbitas ao redor da esfera positiva. John Dalton J. J. Thomson

5 em 18 de julho de 1898, descoberta do Polônio , verificação da existência de 3 tipos de radiação: RAIOS OU PARTÍCULAS ALFA, RAIOS OU PARTÍCULAS BETA e RAIOS GAMA. Pesquisa de Pierre e Marie Curie tornaram possível o aproveitamento das propriedades radioativas dos elementos químicos e a criação de tecnologias relacionadas ao uso dos raios X e da energia nuclear. Ernest Rutherford, o descobridor do núcleo atômico, já sabia que esses poderiam ser modificados através de bombardeamento com partículas rápidas. Com a descoberta do nêutron ficou claro que deveriam existir muitas possibilidades dessas modificações. Enrico Fermi descobriu que, bombardeando núcleos de átomos com nêutrons, era possível provocar uma transformação nuclear e uma reação em cadeia que liberta energia intensa, o que abriu as portas da era nuclear.

6 Ida Noddack foi a primeira a suspeitar que "durante o bombardeamento de núcleos pesados com nêutrons, esses poderiam quebrar em pedaços grandes, que são isótopos de elementos conhecidos, mas não vizinhos dos originais na tabela periódica”. Em 1918, juntamente com Meitner, descobriu o elemento protactínio. Quando Meitner fugiu da Alemanha nazista em 1938, continuou seu trabalho com  Fritz Strabmann  na elucidação dos produtos resultantes do bombardeamento do urânio com nêutrons térmicos. Comunicou os resultados obtidos a Meitner que, com a colaboração do seu sobrinho  Otto Hahn, interpretou corretamente as evidências para o desenvolvimento da fissão nuclear.

7 Einstein propôs a famosa equação E = mc2
Einstein propôs a famosa equação E = mc2. Esta equação provou ser revolucionário para futuros estudos em física nuclear, mas naqueles dias não estavam disponíveis os meios para provar experimentalmente. A primeira reação em cadeia foi realizada em dezembro de 1942 em um reator de grafite de nome Chicago Pile 1 (CP-1), no contexto do projeto "Manhattan" com a finalidade de construir a primeira bomba atômica, sob a supervisão de Enrico Fermi na Universidade de Chicago.

8 Trecho de uma carta de Albert Einstein:
"Um trabalho recente de E. Fermi e Szilard LS ... deixe-me supor que o elemento químico urânio ... pode se tornar uma nova fonte de energia muito importante ... Durante os últimos quatro meses, a possibilidade de realização de uma reação cadeia nuclear utilizando uma grande quantidade de urânio, tem aumentado; esta reação levaria a grandes quantidades de energia e novos elementos semelhantes ao raio ... Este novo fenómeno também conduzir à construção de bombas ...

9 Fusão Nuclear Fissão Nuclear

10 Ciclo do urânio como combustível nuclear

11 1- Prospecção e pesquisa
O elemento químico urânio é um metal encontrado em formações rochosas da crosta terrestre. O ciclo só tem início após prospecção e pesquisa. A intenção é estudar a viabilidade e equipamento, mão de obra, e métodos que serão utilizados para realizar a extração e as demais etapas de preparação do combustível nuclear

12 2- Mineração  Na usina de beneficiamento o urânio é extraído do minério, purificado e concentrado sob a forma de um sal de cor amarela, conhecido como "yellowcake", matéria prima para produção da energia gerada em um reator nuclear. Na Bahia estas atividades são desenvolvidas na INB CAETITÉ. Yellowcake Fonte: <acesso em 17/05/2016>

13 3- Conversão É a transformação do yellowcake (U3O8) em hexafluoreto de urânio (UF6). Na usina de conversão, o urânio sob a forma de yellowcake, é dissolvido e purificado, obtendo-se então o urânio nuclearmente puro. A seguir, é convertido para o estado gasoso, o hexafluoreto de urânio (UF6).

14 4- Enriquecimento do urânio – motivo
Essa etapa utiliza o gás UF6 Reatores necessitam de no mínimo 3-5% dessa razão (nível de enriquecimento). Por curiosidade, níveis acima de 5% são perigosos por apresentar risco de explosão. Fonte: <acesso em 17/05/2016>

15 Método da ultracentrifugação
O isótopo U-235 é mais leve que o U-238 R=mV²/Fc O UF6 é posto para girar bem rápido dentro de um cilindro, o U-238 se então tende a se depositar em maior quantidade nas partes mais exteriores do cilindro. No final de um ciclo então, o resultado é um urânio ligeiramente mais enriquecido. Fonte: <acesso em 17/05/2016>

16 Método da ultracentrifugação
Ciclos são repetidos em série e em paralelo (ver figura) até atingir o valor de enriquecimento mínimo necessário. Fonte: <acesso em 17/05/2016>

17 Método da difusão gasosa
A planta de enriquecimento é semelhante em relação à da ultracentriguração O ciclo de enriquecimento consiste em fazer o UF6 passar por uma tela com membranas finas O U-238 por ser um átomo com mais nêutrons passará em percentual menor por estas membranas O método está obsoleto <acesso em 17/05/2016>

18 5- Reconversão O hexafluoreto de urânio (UF6) é transformado em dióxido de urânio (UO2). Reconversão é o retorno do gás UF6 ao estado sólido, sob a forma de pó de dióxido de urânio (UO2).

19 Reação nuclear

20 · Não contribui para o efeito de estufa (principal)
· Não contribui para o efeito de estufa (principal). · Não utiliza grandes áreas de terreno, a central requer pequenos espaços para sua instalação. · Não depende da sazonalidade climática (nem das chuvas, nem dos ventos). · Pouco ou quase nenhum impacto sobre a biosfera. · Grande disponibilidade de combustível. · É a fonte mais concentrada de geração de energia. · A quantidade de resíduos radioativos gerados é extremamente pequena e compacta. · A tecnologia do processo é bastante conhecida. · O risco de transporte do combustível é significativamente menor quando comparado ao gás e ao óleo das termoelétricas.

21 Necessidade de armazenar o resíduo nuclear em locais isolados e protegidos. Necessidade de isolar a central após o seu encerramento. É mais cara quando comparada às demais fontes de energia. Os resíduos produzidos emitem radiatividade durante muitos anos. Dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em questões de localização e segurança. Pode interferir com ecossistemas. Grande risco de acidente na central nuclear.

22 ACIDENTES NUCLEARES

23 Chernobyl(1986) O maior desastre nuclear da história ocorreu em Chernobyl, na região da Ucrânia, em 26 de abril de 1986, quando um reator da usina apresentou problemas técnicos, liberando uma nuvem radioativa, com 70 toneladas de urânio e 900 de grafite, na atmosfera. O acidente é responsável pela morte de mais de 2,4 milhões de pessoas nas proximidades e atingiu o nível 7, o mais grave da Escala Internacional de Acidentes Nucleares (INES).

24 Three Mile Island (1979) A central nuclear de Three Mile Island foi cenário de um acidente que atingiu o nível 5 na Escala Internacional de Eventos Nucleares, em 28 de março de Localizada próxima a Harrisburg, capital da Pensilvânia, a usina sofreu superaquecimento devido a um problema mecânico, mas não chegou a explodir, pois os técnicos optaram pela liberação de vapor e gases

25 Kyshtym(Ozyorsk-1957) Criada em 1957, como fruto da corrida nuclear da União Soviética, a usina de Mayak sofreu uma falha no sistema de refrigeração do compartimento de armazenamento de resíduos nucleares. O erro causou uma explosão em um tanque com 80 toneladas de material radioativo.

26 Césio – 137 (1987) O acidente radioativo de nível 5 segundo a INES aconteceu em Goiânia, em 1987, quando dois catadores de papel encontraram um aparelho de radioterapia e o levaram para um ferro-velho. Após desmontarem o aparelho, os homens encontraram uma cápsula de chumbo, com cloreto de césio em seu interior.

27 Tokaimura (1999) A 100 km de Tóquio, a cidade sede da indústria nuclear japonesa foi palco de um acidente que expôs mais de 600 pessoas à alta radiação, em Funcionários de uma empresa de reprocessamento de urânio exageraram na dose do metal radioativo em um reator desativado há um ano, que sofreu uma reação descontrolada, vazando a radiação.

28 Seversk (1993) A cidade de Seversk, na região da Sibéria, abriga reatores nucleares e indústrias químicas para a separação e processamento de urânio e plutônio. A União Soviética não permitia que a cidade aparecesse no mapa, fato que mudou em 1992, após um decreto de Boris Yeltsin. Logo após, em 1993, a usina Tomsk-7 sofreu um acidente, em que um tanque com substâncias radioativas explodiu. Uma nuvem radioativa se formou na região, que hoje é fechada e só pode ser visitada a convite. O número de vítimas é desconhecido.

29 Yucca Flat (1970) A região de intensos testes nucleares fica em Nevada, a 65 km de Las Vegas. Em dezembro de 1970, um dispositivo de alta potência foi detonado no subsolo, mas provocou rachaduras, que resultaram em detritos radioativos na atmosfera. Cerca de 86 trabalhadores foram expostos à radiação. Não se sabe o que ocorreu com os funcionários. Atualmente desativada, a região recebeu seu último teste em 1992.

30 Windscale (1957) Durante o período que sucedeu a Segunda Guerra, a Inglaterra também buscava desenvolver armas nucleares. A pressa em fazer uma bomba atômica em Windscale levou ao incêndio no reator, vazando material radioativo para a atmosfera. Para manter uma boa imagem sobre seu programa nuclear, o governo do país tentou ocultar as negligências que levaram ao acidente, que – supostamente – ocasionou mais de duas centenas de casos de câncer entre as comunidades vizinhas.

31 Bohunice (1977) O acidente na usina de Bohunice, na Tchecoslováquia de 1977 (hoje dividida em República Checa e a Eslováquia) ocorreu após uma mudança de combustível. Os absorventes de umidade que cobriam as barras de combustível não foram removidos da forma correta. Como consequência, o combustível sofreu superaquecimento, levando à corrosão do reator.

32 Fukushima (2011) Localizada a cerca de 250 km ao norte de Tóquio, a usina nuclear Daiichi, em Fukushima, sofreu danos em três de seus seis reatores, em 11 de março de 2011, depois de um terremoto de 9 graus na escala Richter ter atingido o país. Autoridades japonesas afirmaram que os níveis de radiação liberada foram altos, quase preocupantes. O desastre foi classificado com grau 5 na Escala Internacional de Acidentes Nucleares (INES). Após o ocorrido, cientistas japoneses pretendem realizar uma mini-fusão nuclear, a fim de entender melhor o acidente de 2011 e se preparar de forma adequada em caso de novas catástrofes.

33 Acidentes no Brasil

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36 Energia nuclear atualmente no Brasil

37 Energia nuclear atualmente no Brasil
Segundo o estudo, até 2030, no Brasil há três áreas que se destacarão na transição para uma economia global "verde", por suas oportunidades de baixo custo: eficiência energética, fornecimento de energia de baixo carbono e carbono terrestre, responsáveis por um terço de todo o potencial global de mudança. De acordo com a pesquisa, a diminuição da demanda por eletricidade, o uso de energias alternativas – como eólica, NUCLEAR e biocombustíveis – e a reciclagem das práticas agrícolas – grandes responsáveis pelo atual desmatamento tropical – diminuiriam as taxas mundiais de emissão de carbono.

38 Energia Nuclear no Mundo
No mundo, a participação da energia nuclear saltou de 0,1% para 17% em 30 anos, fazendo-a aproximar-se da porcentagem produzida pelas hidrelétricas. Os Países mais dependentes da energia nuclear: França ( 423 Bilhões de KW) 77% da Matriz Belgica ( 14.4 Bilhões de KW) 54% da Matriz Eslováquia ( 14.3 Bilhões KW ) 54% da Matriz Ucrânia ( 84.9 Bilhões KW ) 47,2% da Matriz Hungria ( 14.3 Bilhões KW ) 54% da Matriz

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41 Bibliografia iroshima_28.jpg energia-nuclear/