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Antonio Carlos Marques Alvim Paulo Fernando Ferreira Frutuoso e Melo

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Apresentação em tema: "Antonio Carlos Marques Alvim Paulo Fernando Ferreira Frutuoso e Melo"— Transcrição da apresentação:

1 As catástrofes naturais no Japão e seus impactos nos reatores nucleares de Fukushima
Antonio Carlos Marques Alvim Paulo Fernando Ferreira Frutuoso e Melo Departamento de Engenharia Nuclear

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3 Reatores em operação - mundo

4 Reatores em construção - mundo

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6 Reatores nucleares no Japão
O Japão possui 54 reatores nucleares em operação; ½ dos reatores são BWR e 45% PWR; Existem alguns reatores do tipo ABWR (Advanced Boiling Water Reactors); 1/3 da energia elétrica gerada é de origem nuclear; A fonte principal de energia advém de combustíveis fósseis.

7 Catástrofes Naturais no Japão
O Japão foi recentemente atingido por catástrofes naturais sem precedentes em sua história; Um terremoto de grau 8,9 na escala Richter; Um tsunami, consequência do terremoto, devastador.

8 Efeitos de terremotos na escala Richter
Intensidade (Richter) Efeitos < 3,5 Geralmente não é sentido, mas pode ser registrado 3,5 a 5,4 Freqüentemente não se sente, mas pode causar pequenos danos 5,5 a 6,0 Ocasiona pequenos danos em edificações 6,1 a 6,9 Pode causar danos graves em regiões onde vivem muitas pessoas 7,0 a 8,0 Terremoto de grande proporção, causa danos graves > 8,0 Terremoto muito forte. Causa destruição total na comunidade atingida e em comunidades próximas

9 Magnitude Energia liberada (J) Ocorrência 2,0 6,3×107 Praticamente imperceptível 5,0 2,0×1012 Bomba atômica em Hiroshima, Japão 1945 6,7 7,1×1014 Estados Unidos (Los Angeles) 1994 6,9 1,4×1015 Armênia, 1998 7,0 2,0×1015 Magnitude de referência para grandes terremotos 7,2 4,0×1015 Japão (Kobe), 1995 7,4 7,9×1015 Turquia, 1999 7,8 1,6×1016 China(Tangshan), 1976 7,9 4,4×1016 Japão(Tóquio e Yokohama), 1923 e China 2008 8,1 8,7×1016 México (Cidade do México), 1985 8,3 1,8×1017 Estados Unidos (São Francisco) 1906 9,5 5,0×1017 Chile, 1960 8,8 - Chile, 2010

10 Maiores terremotos Local Ano Richter Fatalidades Valdivia (Chile) 1960
9,5 2.000 Alasca (EUA) 1964 9,2 (tsunami) Sumatra (Indonésia) 2004 9,1 Kamchatka (URSS) 1952 9,0 Arica (Peru/Chile) 1868 25.000 EUA/Canada (noroeste) 1700 Japão 2011 8,9 8.650 Chile 2010 8,8 800 Colômbia/Equador 1906 1.000 Lisboa (Portugal) 1755 8,7

11 Terremotos – Japão Local Ano Richter Fatalidades Tohoku 2011 8,9 8.650
Meiji-Sauriku 1896 8,5 Kanto 1923 8,3 Genroku 1703 8,0 Kamakura 1293 7,1 – 7,3 23.000 Fukui 1948 7,1 3.770 Hanshin 1995 6,8 6.430

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13 Tsunami (津波) - onda no porto
Data Magnitude Alt. máx. (m) Mortes Local 02/09/1992 7.2 10 170 Nicarágua 12/12/1992 7.5 26 1000 Ilha de Flores, Indonésia 12/07/1994 7.6 30 200 Hokaido, Japão 02/06/1994 14 220 Java, Indonésia 04/10/1994 8.1 11 Ilhas Curilas, Rússia 14/11/1994 7.1 7 70 Mindoro 21/02/1996 5 12 Peru 17/07/1998 7.0 15 2000 Nova Guiné 23/06/2001 8.3 50 26/12/2004 9.0 c Oceano Índico 11/03/2011 8,9 c. 1600 Japão

14 Reatores nucleares Um reator nuclear não explode como uma bomba nuclear; Podem ocorrer explosões por outros tipos de liberações de energia, associadas a acidentes.

15 Produtos da fissão nuclear
Um reator nuclear em operação gera nuclídeos instáveis que se transmutam em cadeias longas de decaimento, até uma forma estável; Este processo gera emissão de radiação (beta e gama).

16 Refrigeração pós-desligamento
A consequência disso é que, diferente de outras centrais termelétricas, o reator nuclear deve continuar a ser refrigerado mesmo após seu desligamento (interrupção das fissões nucleares).

17 Defesa em profundidade
O inventário de material radioativo produzido no reator nuclear é grande; Todos os esforços são no sentido de evitar que a radiação escape do reator e/ou de sua contenção.

18 Central de Fukushima Dai-ichi
Os 6 reatores nucleares de Fukushima são reatores a água fervente (Boiling Water Reactor - BWR); Os reatores brasileiros são reatores a água pressurizada (Pressurized Water Reactor - PWR).

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20 Reator a Água Fervente - BWR

21 Reator a Água Pressurizada - PWR

22 secundário

23 O que aconteceu aos reatores?
Todos os reatores de Fukushima foram projetados para suportar um terremoto de grau 8,2 na escala Richter; Nenhum deles foi destruído pelo terremoto, mesmo sendo este de grau 8,9.

24 Todos os reatores em operação no momento da catástrofe foram desligados com sucesso;
Os sistemas de remoção de calor residual foram acionados, mas a perda de energia elétrica que se seguiu à catástrofe tornou esses sistemas inoperantes.

25 Mesmo assim, isto é previsto no projeto de reatores nucleares;
Geradores diesel de emergência fornecem a energia necessária para continuar a refrigerar os reatores.

26 O que não foi previsto? Com a chegada do tsunami, os geradores diesel de emergência tornaram-se inoperantes; Isto indica uma possível área de revisão de projeto para reatores passíveis de serem afetados por tsunamis;

27 Baterias de emergência foram acionadas para substituir os geradores diesel;
Duração limitada (8 horas).

28 O problema criado por esta sucessão de eventos
Com o abaixamento do nível de água no núcleo dos reatores, houve aumento da pressão na contenção primária dos reatores; Necessidade de aliviar pressão fez com que vapor fosse liberado para a contenção secundária.

29 Existe uma piscina de armazenamento de combustível usado na contenção secundária;
Esta piscina teve o seu nível de água diminuído. A interação química com água/vapor em temperaturas acima de 700oC provoca liberação de hidrogênio (H2).

30 Explosões ocorridas Hidrogênio em concentrações acima de 4% (e até 75%) em volume reage de forma explosiva; As explosões ocorridas deveram-se à formação de hidrogênio na contenção secundária.

31 Necessidade de refrigeração continuada
Para evitar consequências mais sérias, fez-se uso de água do mar (com boro diluído, para evitar problemas de recriticalidade) para continuar a retirar o calor de decaimento.

32 Contaminação externa Com a falha de varetas na piscina da contenção secundária (não se descarta a falha de varetas do reator e a liberação de produtos de fissão radioativos para a contenção secundária) e em consequência das explosões ocorridas nas contenções secundárias, houve liberação de radioatividade (detectada a presença de I131, mas não de Cs137).

33 Consequências da liberação
Redução do número de técnicos nas áreas atingidas; Necessária evacuação da população para prevenir contaminação massiva; Algumas pessoas foram expostas à radiação (baixa exposição).

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36 Escala INES (AIEA)

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38 Perigo Sísmico e Centrais Nucleares

39 O futuro Não se pode prescindir do uso da geração nucleoelétrica;
França: 75% de geração nuclear; Coréia do Sul: 30%; China está construindo 20 reatores nucleares.

40 Reatores de terceira e quarta geração
reatores evolutivos (melhorias quanto à segurança); reatores inovadores (inerentemente seguros).


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